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动态仿真技术在汽车覆盖件冲压成形质量控制中的应用 徐正兴 主要内容 简单介绍汽车覆盖件的概念以及在冲压过程中出现的主要问题。 引进CAE以后的模具设计流程和传统的模具设计流程对比以及优势。 基于CAE软件Dynaform板材冲压的一般性步骤 通过采用控制工艺参数实现冲压成型质量控制的应用实例 汽车覆盖件 它主要是指构成驾驶室和车身的表面零件，也包括覆盖发动机和底盘的某些表面零件。包括外覆盖件和内覆盖件，外覆盖件是指人们能直接看到的汽车车身外部的裸露件，如车门外板、顶盖、前围外盖板、后围外盖板、侧围外板、发动机罩等，内覆盖件则是指车身内部的覆盖件，它们被覆盖上内饰件或被车身的其它零件挡住而一般不被那个被直接看到，如车门内板、前后围内盖板、侧围内板、地板、仪表板等。下图是某轿车部分覆盖件的分解图。 汽车覆盖件特点 1）尺寸很大，形状复杂，轮廓内部带有特征。 2) 空间曲面组合较多 3）对车身表面质量要求很高 4）研发，创新新的车身难度很大。 为此覆盖件的冲压成形质量关系到整个车身的开发周期。 影响冲压成形质量的主要影响因素： 目前汽车覆盖件冲压成形过程中经常出现的冲压缺陷有以下： 1）起皱 由于局部压应力过大导致薄板失稳所致，严重影响零件的美观和精度。 2）破裂或者拉裂 通常主要由薄板平面内的过度拉胀引起局部拉应变过大，导致超出了材 料抗拉强度引起的。 3）回弹 在卸载后，工件内部的残余应力释放，使得工件中的弹性变形回复，导 致回弹的产生。目前回弹的问题是研究的热点，回弹只能预防。 对回弹的研究主要有： 模具型面型面的修改 基于BP神经网络的回弹误差的预测 工艺参数的研究，改变板料的应力状态，充分塑性流动 基于RP/RT/RE的金属板料冲压回弹误差补偿系统 传统零件工艺设计流程 引入CAE以后我们进行零件生产流程： 基于DYNAFORM的板料冲 压成形动态仿真的一般流程： 压料面：凹模圆角以外的部分。 工艺补充面：零件的边缘延伸到压料面 的过渡面，它的目的主要是为了使拉深 面圆滑，更利于材料的流动。 冲压成形实例 某汽车S型轨道件 冲压用的材料DQSK36，厚度t=0.7。弹性模量E=207MPa，密度为 7.85E-5Kg/mm2,泊松比为0.28。 冲压速度为5000mm/s，压边力为200KN，摩擦系数为0.125,凸凹模间隙 为0.77。 凹模网格划分图 压边圈划分网格图 坯料图 冲压方向选取视图 整个模拟系统图 仿真结果动画 后处理分析部分 成形FLD图 确定成形力曲线 回弹预测 总结 1）引入CAE以后我们可以很好的预测冲压成形的缺陷，并可以采取相应的措施来优化结果。 2）不足，优化工艺参数以及优化模具型面需要坚实的理论基础以及实际生产经验，特别是经验。 3）希望采取人工智能技术改善人力繁重的工作量。 * 冲压成形质量 摩擦条件 板料几 何尺寸 压边力 冲压速度 模具圆角 材料性能 凸凹模间隙 产品设计 模具设计 模具加工 模具调试 生产制造 不合格 合格 传统工艺的缺点： 1）要依靠模具工程师丰富的经验； 2）整个设计及加工过程的周期比较长。——试错法导致的结果。 3）在产品生产之前并不知能很好的预测出现的缺陷。 产品设计 成形 仿真 生产 REDESIGN DFE 成形性分析 REDESIGN 调试 模具 模具设计及加工 不好 不好 模具工艺设计阶段 CAE技术 1）缩短了生产制造周期，提高了市场竞争力； 2）对产品的结果预测基本和实际一致。 3）减少了成本。 优点: 建立几何模型 网格划分及修补 确定冲压方向 压料面及工艺面 坯料尺寸确定 工艺参数 求解 分析结果 不收敛 有缺陷 减薄率图 从图中我们可以看到1，3，4，5的增厚处超过了20%，有起皱的迹象。 从图中我们可以很明显看到标注的地方产生了起皱 从图中我们可以看到，最大的成形力为2.0E5,和我们刚开始设置很吻合。 从上图中我们可以明显看到哪些部位发生了回弹，有效的预测了回弹。 *