汽车覆盖件拉延模具型面设计技术研究

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拉延是薄板冲压成形中的重要成形技术,广泛应用于航空航天、汽车、电子、仪器仪表等行业。特别是对于汽车车身覆盖件这样具有大型复杂曲面、表面质量要求高、几何尺寸大的零件,对其拉延成形模具的型面质量要求极其严格。在传统汽车覆盖件拉延成形中,由于板料会出现减薄或增厚变化,因此,为保证“贴合率”,凸、凹模拉延型面在加工调试过程中,周期较长、成本较高。鉴于此,针对汽车覆盖件这种具有复杂曲面特征的零件,本文在传统的全型面拉延成形方法基础上提出了几种新的型面拉延成形方法,旨在保证拉延质量的前提下,减少需精细加工的凸、凹模工作型面面积,从而减少刀具磨损,缩短模具加工、调试、研配时间,提高模具制造企业的生产效率,降低企业生产成本。论文主要完成了以下工作:(1)根据拉延成形过程中凸、凹模工作型面上只有凸型面接触板料的特点,提出凸型面拉延成形方法。该方法通过CAE仿真获得全型面拉延的FLD和凸、凹模与板料的接触区域分布。然后将凸、凹模工作型面上的起皱区域及双面接触区域所对应的单元剔除,将保留下来的单面接触区域所对应的单元按区域大小及相邻远近进行合并标识,并将外周节点拟合成曲线后导入到CAD中对凸、凹模工作型面进行分割,从而获得所需的凸型面。并以此构建凸型面拉延模型。(2)针对汽车覆盖件内板类零件表面质量要求低于外板件,且曲率较小、过渡较平缓的曲面在其零件型面上占较大比例的特点,提出类筋板结构型面拉延成形方法。该方法基于多点无模成形的“离散”思想,对全型面拉延模具型面上曲率较小、过渡较平缓的部分进行局部掏空,形成类筋板结构型面,并以此构建类筋板结构型面拉延模型。(3)根据凸型面拉延与类筋板结构型面拉延原理,将两种拉延成形方法结合起来,提出类筋板凸型面拉延成形方法,并以此构建类筋板凸型面拉延模型,在保证零件成形质量达到要求的前提下,最大限度的减少模具型面上需实际加工的面积。通过对以上提出几种全新的汽车覆盖件拉延成形方法进行验证,并与传统全型面拉延成形方法得到的结果进行比较,结果表明几种新型型面拉延质量和全型面拉延质量相当,完全可以保证汽车覆盖件拉延质量。
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