【摘要】：為順應(yīng)節(jié)能減排的需要,汽車輕量化技術(shù)的應(yīng)用成為了汽車制造行業(yè)的重要發(fā)展方向。汽車輕量化要求減輕車身重量的同時確保其安全性,所以各種質(zhì)量輕強度高的高強度鋼板被開發(fā)出來,越來越多的企業(yè)使用高強度鋼板制造汽車的車身、覆蓋件以及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件。某汽車的前縱梁前梁連接板是其邊梁式車架部位的一個零件,需要承受汽車車架的載荷要求,而且需要一定的剛度。該零件原采用厚度為2.0mm的冷軋鋼SPCC作為材料,為達到減輕車身重量的目的,改用高強度鋼板SPFC440,其厚度為1.2mm,但是在沖壓成形工序過程中容易產(chǎn)生暗裂甚至破裂。本文以前縱梁前梁連接板為研究目標(biāo),利用金屬板材沖壓成形的有限元仿真方法,建立前縱梁前梁連接板三維模型,模擬仿真沖壓的變形過程,分析板料厚度變化云圖、成形極限圖;運用正交試驗分析得到最佳工藝參數(shù),以消除暗裂現(xiàn)象,提高產(chǎn)品合格率。文章在闡述高強鋼運用于車身件制造的現(xiàn)狀、沖壓成形的缺陷以及有限元仿真理論的基礎(chǔ)上,建立前縱梁前梁連接板三維模型,導(dǎo)入Autoform軟件,生成前縱梁前梁連接板的有限元分析模型,進行網(wǎng)格劃分,設(shè)置壓料面和工藝補充面。建立前縱梁前梁連接板的模擬沖壓過程,重點分析了四個影響因素:摩擦力、壓邊力、沖壓速度以及模具間隙對沖壓過程的影響,得到了零件變薄區(qū)域,采用正交試驗法對四個因素的各水平進行組合試驗分析,得到的最優(yōu)組合參數(shù):模具間隙為1.25mm,摩擦系數(shù)0.15,壓邊力440KN,沖壓速度0.85m/s。根據(jù)正交試驗得到的組合工藝參數(shù),進行模具的設(shè)計以及試驗驗證。試驗中根據(jù)正交試驗結(jié)果設(shè)置模具的間隙,降低模具型腔的表面粗糙度并充分潤滑,沖壓時調(diào)整壓邊力和沖壓速度,試驗的結(jié)果顯示產(chǎn)品的減薄率降低到了17.5%。提高了前縱梁前梁連接板的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。論文的仿真分析的結(jié)果、試驗結(jié)果以及試驗過程對其他的類似零件的沖壓生產(chǎn)具有一定的參考價值。
【圖文】：

零件的實物圖和三維模型圖如圖3-1 所示。產(chǎn)品為汽車前縱梁處的板件，分為一左一右兩個部分，板料尺寸為290 mm 420mm 1.2mm，材質(zhì)為 SPFC440，制件的生產(chǎn)要求為：制件需要較好的剛度和符合焊裝的形狀，不得有暗裂、破裂、起皺，最大減薄率不得大于 20%，

圖 3-2 零件總成圖3.3 數(shù)據(jù)處理和成形預(yù)設(shè)3.3.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入本文產(chǎn)品是在 UG 軟件中完成的零件設(shè)計，在進行模擬仿真前，需要將格式變換，再導(dǎo)入到 Autoform 軟件中進行，Autoform 軟件作為主要的分析軟件，兼容多種格式的文件，一般使用 IGES 格式，由于 Autoform 軟件分析必須識別的零件是片體，所以 UG 在轉(zhuǎn)換時，必須對實體零件進行面選取，然后以 IGES 格式保存為片體，UG 選取的面是外表面還是內(nèi)表面都可以。Geometry generator窗口是 Autoform 軟件關(guān)聯(lián) CAD 系統(tǒng) 的界面，其內(nèi)部有 PartDesigner 和DieDesigner 兩個部分，，即零件設(shè)計和模面設(shè)計，不僅可以對導(dǎo)入零件進行設(shè)置，而且可以進行快速的工藝設(shè)計和模具參數(shù)設(shè)置。
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U466

【參考文獻】

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本文編號：2678871