基于工艺参数优化及型面特征补偿的汽车覆盖件回弹控制研究

【摘要】作为冲压成形件的三大主要缺陷：破裂、起皱和回弹之一的回弹缺陷是三者中最难以控制的,在汽车车身的生产制造过程中,由于回弹引起的板料的形状和尺寸误差严重影响了车身的表面质量和密闭性能、甚至阻碍自动化生产过程。传统的覆盖件模具设计是一个耗时耗力耗财的过程,需要制造真实的模具并进行反复的试模和修模,延长了汽车的开发周期。近年来,板料成形数值模拟技术发展迅猛,大部分商业CAE软件已能够很好的模拟板料的成形过程,回弹模拟的精度也在不断提高,然而如何控制回弹,特别是如何利用回弹模拟结果的FEM数据来指导模面的补偿修改,至今没有一个普适、有效的方法。本文以某量产车发动机罩外板为例,用正交试验法对冲压成型工艺参数进行选优,并提出一种综合零件型面特征和FEM数据的模具型面回弹补偿方法,从工艺参数优化和型面回弹补偿两个方面来控制回弹。首先以零件数模为模具设计的数据来源,在数值模拟软件Dynaform中阐述了覆盖件模面的设计原则及方法,特别是拉延筋的布置以及参数的选择过程中,本文采用了正交试验法,以达到最佳成形质量为目标,选取最优的参数组合。其次,简述了Dynaform自带的SCP回弹补偿模块和ThinkDesign的Compensator模块在板料回弹补偿方面的应用,并比较了两者的优缺点,然后提出一种新的补偿思路,即以原始曲面特征以及回弹仿真结果为依据分别在原始曲面和回弹网格上提取出相对应的特征线,并以这两组特征线建立的匹配关系对原始曲面进行变形补偿,从而获得新的模具型面。最后通过实例验证该方法的可行性,实验结果显示通过一次回弹补偿即可将回弹后板料与期望形状之间的误差控制在允许范围之内,并保证了曲面质量。本论文的研究思路和流程提供了一种比较实用的工程技术路线,对车身覆盖件模具设计,特别是在回弹控制方面能达到良好的效果,减少了工作量,缩短了模具设计时间,对于提高企业生产效率,提升竞争力有一定的贡献。
【作者】罗序利；
【导师】成思源；
【作者基本信息】广东工业大学，机械工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】汽车覆盖件；参数优化；型面特征；回弹补偿；Dynaform；ThinkDesign；

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