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汽车前轮罩拉深成形工艺研究

李恩  
【摘要】: 汽车轮罩属于典型的汽车外覆盖件,在成形精度、周边尺寸、光洁度等方面具有较高的要求;且零件结构复杂,局部圆角较小,成形弧度和拉延深度较大,成形过程中易出现拉裂、起皱等缺陷。因此,轮罩覆盖件质量要求较高,成形过程难以控制,成形难度较大。 压边力的大小及加载方式对成形件的质量有显著的影响,有效地控制压边力已成为一种重要的工艺措施。本文借助有限元模拟,重点探讨变压边力加载模式对零件成形质量的影响。首先,根据零件的结构和性能要求设计拉深数模。为了解决单件成形时侧向力较大的问题,保证制件质量和尺寸精度,采用左、右两件对称布置,一模两件成形;在此基础上选择合适的冲压方向,合理设计压料面的形状、结构和拉延筋的分布。其次,在恒定压边力条件下,对轮罩拉深成形过程进行有限元模拟,并应用正交试验对拉深工艺参数进行优化,得到最优参数组合。再次,综合国内外在变压边力加载模式方面的研究成果,从中优选八种典型的变压边力加载模式,分别进行有限元模拟,对比分析模拟结果,得出U型变压边力加载模式为最适合该件成形的变压边力加载模式。最后,借助人工神经网络和遗传算法对U型变压边力加载曲线进行优化,得到了最优压边力控制曲线。在该加载模式下,拉深件无起皱和拉裂缺陷,零件区域厚度分布均匀,整体成形质量较好,满足设计和使用要求。 本文采用变压边力控制技术,将有限元模拟与现代优化方法相结合,解决了汽车轮罩成形困难、成形质量差的问题,对同类汽车覆盖件的模具设计和工艺准备具有一定参考价值。


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