中南大學(xué)學(xué)報(bào)：基于數(shù)值模擬的液壓路徑對(duì)汽車覆蓋件成形的影響
2022-02-22【作 者】劉曉晶;閆巍;代洪慶
【前 言】汽車覆蓋件大都具有形狀復(fù)雜，結(jié)構(gòu)尺寸大，材料厚度較小，變形過程復(fù)雜的特點(diǎn)。對(duì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求十分嚴(yán)格。因1%的車身制造缺陷都能給產(chǎn)品最終用戶帶來惡劣的影響，乃至降低整個(gè)企業(yè)的市場競爭力。
因此，世界各大汽車公司都加快了覆蓋件成形的研究和應(yīng)用！近年來，隨著成形設(shè)備和相關(guān)控制技術(shù)的發(fā)展，以流體為傳力介質(zhì)的板材液壓成形技術(shù)在國外迅速發(fā)展起來，產(chǎn)泛應(yīng)用于汽車、飛機(jī)和航空航天制造業(yè)，如制造汽車反光鏡、翼子板等覆蓋件及航天領(lǐng)城中復(fù)雜難成形零件，并且開始應(yīng)用于許多其他工業(yè)領(lǐng)域，其應(yīng)用前景十分廣闊。
板材充液拉深（hydromcchanicaldeepdrawing，HDD）是在拉深模的凹模中以一定壓力液體作為傳力介質(zhì)代替剛性凸模傳遞載荷，使壞料在液體壓力作用下貼靠凸模以實(shí)現(xiàn)金屬板材零件的成形。充液拉深與普通的沖壓拉深相比，能有效抑制破裂、克服拉延不足、改善貼模性、提高成形極限，使一次拉深成為可能。此外，模具結(jié)構(gòu)簡化，使模具成本降低30%以上，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。
目前，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)固轉(zhuǎn)體、方盒形、簡形、錐形、拋物線形等規(guī)則零件的充液拉深進(jìn)行研究，內(nèi)容涉及流體壓力分布、液室壓力與板料厚度、凹模圓角壓邊力、拉深比之間的關(guān)系，缺陷分類及缺陷形成機(jī)理、成形精度、殘余應(yīng)力、加截路徑優(yōu)化、變形過程應(yīng)力分析及其數(shù)值模擬技術(shù)的應(yīng)用等。
【結(jié) 論】
1、對(duì)于形狀復(fù)雜、成形部位有溝槽等普通沖壓難以一次成形的覆蓋件，選擇充液拉深加工可實(shí)現(xiàn)該覆蓋件的成形，并且能有效控制拉裂和拉延不足，提高貼模性。
2、液室加載路徑對(duì)汽車排氣管零件成形有較大影響。初期的液室壓力增長不能過快，即由0增加到1MPa，以避免破裂。而后緩慢增加壓力至5MPa并保持穩(wěn)定，提高排氣管口部的貼模性；后期液室壓力迅速增加至35MPa進(jìn)行保壓，以滿足最終的尺寸精度要求。獲得的排氣管專件最小壁厚為0.868mm。
3、采用有限元數(shù)值模擬分析軟件Dynaform可以檢驗(yàn)在設(shè)計(jì)汽車覆蓋件的成形工藝過程中方法的可行性和可靠性，為改進(jìn)模具設(shè)計(jì)和修正工藝參數(shù)提供有用信息。此外，可提高模具制造質(zhì)量，縮短模具的開發(fā)周期，降低成本。
以下是正文：
