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铝合金车门外板变压边力充液拉深工艺数值模拟研究

作　者: 付金蕊
导　师: 刘晓晶
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 充液拉深变压边力数值模拟车门外板
分类号: U463.834
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

近年来，为了减轻车身质量、减少尾气排放、降低耗油量，铝合金作为轻量化材料开始大量应用于汽车覆盖件的冲压工艺。但由于铝合金成形能力较低，汽车覆盖件尺寸较大，形状复杂，采用传统拉深工艺拉深铝合金汽车覆盖件，不但制造工艺复杂，而且成形时易产生起皱和破裂等成形缺陷。板材充液拉深是利用高压液体代替凹模进行拉深成形的一种先进制造技术，相比于传统拉深工艺，它能够成形复杂零件且具有表面质量好、尺寸精度高等优点。变压边力是指压边力的大小在拉深成形过程中随位置或凸模行程发生变化。传统的恒压边力只能作用在板材的最厚点，变压边力能够合理控制板料流动，增强板材拉深的稳定性，避免成形件的尺寸产生较大的变化。本文以铝合金汽车车门外板为研究对象，采用充液拉深与变压边力结合的新工艺，应用板料成形数值模拟软件DYNAFORM5.7对车门外板充液成形进行数值模拟研究。在普通拉深工艺中采用正交实验的方法对压边力、冲压速度、凸凹模间隙以及摩擦系数等主要影响因素进行分析，得出4个因素的最优组合；对汽车车门外板进行了充液拉深及整体压边圈变压边力的模拟研究，经过对比分析得到了最适合车门外板拉深成形的液压力加载曲线和变压边力加载曲线；同时探讨了分区变压边力充液拉深中压边圈的分区方式及压边力的组合形式。以零件的壁厚分布图、成形极限图（FLD）及成形件减薄率作为评定标准，对4种不同的拉深工艺的模拟结果进行比较，模拟结果表明，与普通拉深工艺和充液拉深工艺相比，应用整体压边圈变压边力充液拉深工艺和分区变压边力充液拉深工艺时，铝合金车门外板的厚度减薄量更小，成形精度及厚度分布的均匀性都有较大的提高，其中，采用分区变压边力充液拉深工艺得到的成形件厚度最高，减薄率最小，成形质量最好。

铝合金车门外板变压边力充液拉深工艺数值模拟研究

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