某乘用车翼子板冲压工艺分析与优化

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翼子板作为白车身典型的外覆盖件,由于尺寸小、外形复杂,外观质量和尺寸精度要求非常高,其冲压成形工艺的高效制定一直是实际生产中的难点问题。本文借助有限单元法对翼子板冲压成形进行仿真分析,以制定最优的工艺方案,可以极大缩短开发周期和降低成本。本文以某乘用车的翼子板为研究对象,首先对翼子板进行冲压工艺分析,根据翼子板的零件特点和生产车间实际情况确定翼子板的生产工序数,并将每个工序的工作内容进行了合理划分。使用有限单元法主要研究了翼子板零件拉延工序,包括冲压方向、压料面、工艺补充和拉延筋等内容的设置,另将后续工序的有限单元法设置内容进行简要分析。其次,利用正交试验对翼子板进行工艺参数优化。选取最大减薄率和最大修边回弹作为目标函数,选取压边力A、摩擦系数B、冲压速度C和材料厚度D参数作为优化变量。先利用直接分析法分别优化了两个目标函数,得到了对应的优化参数组合。后结合田口算法将最大减薄率和最大修边回弹联合分析,探究将两个目标函数都达到最优时的参数组合,最后针对零件回弹偏大问题开展了回弹补偿工作。得到的工艺方案与分析结果,可用于后续模具开发工作与指导冲压成形性验证分析。包括进行模具结构设计、制造,同时将自动化改造的内容进行了分析。后采用优化的参数对拉延工序进行了验证分析,回弹测量以验证回弹补偿效果,并对翼子板其余工序在调试与生产中存在的问题进行分析。通过分析确定翼子板采用四序生产,并采用有限单元法成功建立起全工序有限元分析模型,通过对拉延成形质量分析表明存在优化的必要。接着进行工艺参数优化研究表明摩擦系数对最大减薄率和最大修边回弹影响显著,得到当压边力为800KN,摩擦系数0.15,冲压速度500 mm/s,材料厚度0.65mm时翼子板冲压仿真效果最佳,并在此基础上进行回弹补偿使回弹量处于可控范围。将优化后的工艺参数进行试验验证,期间完成模具设计、制造工作及自动化改造工作,验证结果说明优化后的工艺参数满足生产要求,而且零件型面回弹量基本控制在±0.5mm以内,最终使翼子板顺利完成交付。
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