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薄板扣合工艺的数值分析

作　者: 李华东
导　师: 刘渝
学　校: 西华大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 回弹翘曲预扣合路径进给量
分类号: TG386
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 29次
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内容摘要

车身是汽车重要的组成部分,也是引起消费者关注的最主要的因素之一。因此汽车生产厂家千方百计地为提高汽车覆盖件的质量而不断地去探索研究,使板材冲压成形理论和成形技术的研究不断深化。由于汽车覆盖件大都是三维空间型面、质量要求高,其冲压成形中的变形复杂,变形规律不易把握,影响质量问题的原因错综复杂,很难定量地给出工艺设计和模具设计的参数值,设计人员要大量地靠设计经验进行设计工作。如车门、引擎罩等汽车覆盖件一般都是由内板和外板组成,连接内板和外板往往都是采用扣合成形的方法。扣合成形是将外板的边缘沿内板折叠180°,这样就可以得到光滑平整的边缘。汽车覆盖件的扣合过程作为汽车覆盖件生产的最后一道工序,其扣合质量将直接影响汽车装配的精度和美观。汽车覆盖件的扣合过程一般分为三个步骤:翻边、预扣合以及终扣合。根据板料的几何形状,汽车覆盖件的扣合过程又可以分四大类:平面-直线轮廓边缘扣合,平面-曲线轮廓边缘扣合、曲面-直线轮廓边缘扣合以及曲面-曲线轮廓边缘扣合。汽车覆盖件的扣合质量常常伴随有轮廓边缘的位移、回弹、扣合轮廓边缘附近的卷曲以及外板的翘曲等等缺陷,而在严重之时扣合的薄板局部会出现起皱甚至出现破裂等。本文以平面-圆弧轮廓边缘扣合成形为研究对象,详细地研究了翻边高度L和圆形薄板的半径R之比L/R、翻边凹模的圆角半径Rd、预扣合凸模运动轨迹、预扣合凸模的进给量β以及终扣合力F等工艺参数对薄板扣合边缘的内移量或外移量、薄板扣合之后的回弹以及翘曲的影响,找出了各参数与扣合质量间的关系。本文研究结果和文献中的实验数据相符合,且本文并把部分实验数据结果与平面-直线轮廓边缘扣合过程的实验数据进行比较,对一些新的现象和规律进行了总结和分析。本文工作为分析薄板扣合质量提供了理论基础,也为企业制定成形工艺方案,设计扣合模具以及调试模具提供了理论依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1. 绪论  10-16
  1.1 引言  10
  1.2 汽车覆盖件简介  10-12
    1.2.1 汽车覆盖件的质量要求  11
    1.2.2 汽车覆盖件的结构特点  11
    1.2.3 汽车覆盖件冲压成形的特点  11-12
  1.3 汽车覆盖件扣合成形的相关技术研究现状  12-15
    1.3.1 汽车覆盖件扣合成形的研究现状  12-14
    1.3.2 汽车覆盖件扣合成形的发展趋势  14-15
  1.4 选题的目的和意义  15
  1.5 本文研究的主要内容  15-16
2 汽车覆盖件扣合成形过程简介  16-23
  2.1 汽车覆盖件扣合成形的一般过程  16-17
  2.2 汽车覆盖件扣合成形的分类  17-19
  2.3 汽车覆盖件的扣合质量缺陷  19-22
    2.3.1 平面-直线轮廓边缘扣合  20-21
    2.3.2 平面-曲线轮廓边缘扣合  21-22
  2.4 本章小结  22-23
3 汽车覆盖件扣合模具概述  23-31
  3.1 汽车覆盖件扣合模具的结构以及工作原理  23-27
  3.2 扣合模具的斜锲机构  27-31
    3.2.1 扣合模具的内框扣合斜契机构  28-30
    3.2.2 扣合模具的外扣合斜锲机构  30-31
  3.3 本章小结  31
4 有限元分析的理论基础和相应软件  31-49
  4.1 材料本构关系  32-39
    4.1.1 弹性和弹塑性  32-33
    4.1.2 弹塑性材料行为  33-39
    4.1.3 塑性的求解过程以及列式  39
  4.2 接触问题  39-48
    4.2.1 接触问题的概述  39-40
    4.2.2 接触问题的数学方法[28]  40-44
    4.2.3 接触条件  44-46
    4.2.4 接触条件的离散化  46-47
    4.2.5 接触问题的数值算法  47-48
  4.3 本文所采用的有限元模拟工具—MSC.MARC 和MSC.PATRAN  48
    4.3.1 MSC.Marc 简介  48
    4.3.2 MSC.Patran 简介  48
  4.4 本章小结  48-49
5 汽车覆盖件扣合成形过程各设计参数对扣合质量的影响  49-67
  5.1 扣合成型过程结果参数介绍  49-51
  5.2 有限元分析模型  51-53
  5.3 翻边成形过程分析  53-56
    5.3.1 L/R 比值对扣合质量的影响  53
    5.3.2 Rd 对扣合质量的影响  53-56
  5.4 预扣合成形过程分析  56-62
    5.4.1 预扣合凸模轨迹  56-58
    5.4.2 预扣合进给量  58-62
  5.5 终扣合成形过程分析  62-63
  5.6 与平面—直线轮廓边缘扣合的比较  63-65
    5.6.1 边缘轮廓位移比较  63-64
    5.6.2 终扣合时翘曲量及终扣合力比较  64-65
  5.7 本章小结  65-67
结论  67-69
参考文献  69-71
硕士学位期间发表学术论文情况  71-72
致谢  72-73

薄板扣合工艺的数值分析

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