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汽车中门口边梁冲压成形研究

作　者: 张骞
导　师: 田福祥
学　校: 青岛理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 汽车覆盖件中门口边梁拉深数值模拟工艺实验
分类号: TG386.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

汽车覆盖件冲压成形技术是影响汽车工业和模具工业发展的最重要的技术之一。覆盖件冲压模具设计和制造的先进程度直接影响着模具寿命、覆盖件的质量以及生产效率等。本文介绍了金属塑性成形的相关理论,探讨了各向异性材料及厚向异性板的屈服条件以及厚向异性板的应力应变关系。将其作为研究板料成形的理论基础。拉深成形是汽车覆盖件制造所有工序中最关键的一道,拉深件的质量直接影响着后续工序的工件质量。本文对汽车覆盖件拉深工艺进行了比较详细的论述,如冲压方向的选择,工艺补充面的设计,压料面的设计,工艺切口及工艺孔的设置,毛坯尺寸和形状的确定,凸凹模圆角半径的选取,压边力的选择等,重点对拉延筋的力学机理、作用、种类以及布置原则和方法等进行了详细的论述。同时本文简单介绍了板料成形数值模拟软件DYNAFORM,并用它对汽车中门口边梁的拉深成形过程进行了数值模拟,通过在后处理环境下对成型极限图(FLD)、厚度分布云图及应力分布情况的分析,经过改变和调试等效拉深筋的布置和提供阻力的大小,解决和改善了模拟过程出现的破裂和起皱问题,进而改进拉延件的成型质量,指导模具的设计和修改。然后青岛一汽冲压车间进行了工艺实验,结果表明以上模拟结果基本正确。本文所述汽车中门口边梁冲压工艺和模具的优化设计方法,为有限元数值模拟技术在汽车覆盖件冲压工艺设计中的应用提供了重要依据。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
文中主要符号注释  7-11
1 综述  11-23
  1.1 引言  11-12
  1.2 汽车覆盖件冲压技术及其发展现状  12-21
    1.2.1 覆盖件工艺和模具的研究现状  12-15
    1.2.2 模具 CAD/CAM 的发展  15-18
    1.2.3 覆盖件成形数值模拟技术的应用与发展  18-20
    1.2.4 冲压设备的发展  20-21
  1.3 课题的主要研究内容和目的  21
  参考文献  21-23
2 板料冲压理论基础  23-38
  2.1 点的应力状态  23
  2.2 点的应变状态分析  23-27
    2.2.1 体积不变条件  23-24
    2.2.2 主应变图  24
    2.2.3 由应力状态求应变状态  24-27
  2.3 屈服准则  27-28
    2.3.1 屈雷斯加屈服准则  27
    2.3.2 米塞斯屈服准则  27-28
  2.4 各向异性材料及厚向异性板的屈服条件  28-30
  2.5 本构关系  30-33
    2.5.1 弹性变形时应力应变关系  30
    2.5.2 塑性变形时应力应变关系  30-31
    2.5.3 增量理论  31-33
    2.5.4 全量理论  33
  2.6 厚向异性板的应力应变关系  33-37
  参考文献  37-38
3 汽车覆盖件拉深工艺分析  38-56
  3.1 拉深工艺参数的确定  38-48
    3.1.1 拉深方向  38-40
    3.1.2 工艺补充  40-45
    3.1.3 压料面  45-47
    3.1.4 工艺切口及工艺孔  47
    3.1.5 毛坯尺寸及形状  47
    3.1.6 凸凹模圆角半径  47-48
    3.1.7 压边力  48
  3.2 拉延筋  48-53
    3.2.1 拉延筋的力学机理  48-49
    3.2.2 拉延筋的作用  49-50
    3.2.3 拉延筋的分类  50-51
    3.2.4 拉深槛  51
    3.2.5 拉延筋的布置  51-53
  3.3 覆盖件拉深缺陷分析  53-55
    3.3.1 起皱  54
    3.3.2 破裂  54-55
    3.3.3 回弹  55
  参考文献  55-56
4 汽车中门口边梁成形数值模拟与模具设计  56-77
  4.1 汽车覆盖件数值模拟基础  56-64
    4.1.1 DYNAFORM软件简介  56-57
    4.1.2 冲压成形数值模拟流程  57-58
    4.1.3 前处理工作中的关键问题及解决方法  58-59
    4.1.4 有限元分析后处理相关问题  59-60
    4.1.5 影响成形数值模拟结果的主要因素  60-63
    4.1.6 数值模拟在模具制造各阶段的作用  63-64
  4.2 基于DYNAFORM 的中门口边梁拉深工艺分析与计算  64-74
    4.2.1 零件成形工艺分析  64-65
    4.2.2 毛坯尺寸的确定  65-66
    4.2.3 拉深方向的确定  66-67
    4.2.4 在DYNAFORM 中创建凹模，压边圈和凸模  67-68
    4.2.5 冲压力计算  68-69
    4.2.6 软件中工具的设定  69-70
    4.2.7 拉深筋设置及拉深成形模拟结果分析  70-74
  4.3 中门口边梁拉深模具设计  74
  4.4 本章小结  74-76
  参考文献  76-77
5 汽车中门口边梁成形工艺实验  77-80
  5.1 中门口边梁拉深实验条件  77-79
    5.1.1 中门口边梁拉深实验设备  77-79
    5.1.2 中门口边梁拉深润滑  79
  5.2 中门口边梁工艺实验结果  79-80
结论  80-81
致谢  81-82
攻读硕士学位期间发表的论文  82

汽车中门口边梁冲压成形研究

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