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                        高強鋼汽車覆蓋件成形模具開發

                        添加時間:2018/09/13 來源:山東大學 作者:武田田
                        由于汽車更新換代節奏加快,車身制造要求越來越高,汽車燃油價格居高不下,使得國內汽車行業對高強鋼的需求越來越強烈。特別是DP鋼板以其優異的成形性能,獲得了越來越多車企的青睞。
                        以下為本篇論文正文:

                        摘要

                          如今汽車工業迅猛發展,為保證我國汽車工業國際地位能夠不斷提升,在更新換代競爭激烈市場環境下,適時快速推出新產品成為不二之選。由于汽車的發展正面向更安全、更節能、更環保推進,再加之居高不下燃油價格,加速了汽車輕量化的進程,使得高強鋼在汽車行業的需求更加強烈。尤其是成形性能優越的DP鋼板,贏得了越來越多汽車企業的青睞。

                          但是我國汽車行業自主知識產權核也技術缺乏,對高強鋼的成形過程掌握不夠全面,對高強鋼模具開發缺乏經驗,所(^只能嘗試將高強鋼應用于部分零件。

                          因此汽車生產廠家制定合理有效的工藝設計方案,開發設計合理的高強鋼模具,I掌握控制成形質量的控制措施,已然成為需要急切解決的問題。本課題依托小鴨精工機械的技術平臺,進行DP780產品頂蓋左/右側邊梁加強板成形工藝分析和模具開發。為高強鋼模具開發及工藝方案確定提供參考。

                          論文W小鴨精工機械的CS10項目的DP780產品為研巧對象,首先針對雙相高強鋼DP780進材料性能測試,全面了解材料特性。然后針對頂蓋左/右側邊梁加強板的結構特點和配合公差要求,分析零件的沖壓特性,確定初步工藝方案;依據產品數模利用有限元軟件AutoForm進行沖壓方向、工藝補充面、壓料面、拉延筋、巧料形狀、修邊線、回彈補償等要點的分析設計,并對初步方案進行調整優化,確定最終工藝方案,并完成H維DL圖設計;完成各工序模具的H維結構設計,并W頂蓋左側邊梁加強板的修邊沖孔工序為例對修切模具的為學分析、修邊間隙、修進鑲塊、沖孔凸凹模從及廢料處理等要點進行分析設計及通用結構的設計。完成BOM表和二維圖紙的設計,現場跟蹤模具的裝配和調試過程,針對于調試中常見的問題給出解決方法;將ARGUS H維光學應變測量方法引入到模具調試中,對于實際生產的制件進行應變測量分析,全面掌握制件的應變信息用于指導模具修整,并對有限元模擬結果進行校準。最終完成頂蓋左/右側邊梁加強板產品的檢驗和驗收,目前模具己交付客戶,產品己成功投產。

                          關鍵詞:汽車覆蓋件;雙相高強鋼,數值模擬;沖壓工藝;應變測量

                        ABSTRACT

                          The automobile industry develops rapidly nowdays is important for China to develop new products th ensure that China can continue th enhance the international status of the automobile industry in the competitive market environment. Since the development of the car becoms safer, more environmental and higher cost of fuel, high strength steel is moire intense in the needs of the automotive industry, accelerating the car lightweight process. Especially DP steel sheet of superior forming performance gains more and more auto companies attention.

                          However, the core technology of automotive was lacked in China. High strength steel molding process and mold development were technical thfficulties i。many companies. The high strength steel was only applied to some simple parts. So what the most important th car manufacturers was th develop the reasonable and efficient process design,th develop and design high strength steel molds and th control forming quality nieasures. This paper completed left and right sides sill reinforcement boards of DP780 products panel forming process and mold development, based on Shandong Xiaoya Precise Machinery Co., Ltd. This thesis provided a reference for the development of high strength steel molds and technology programs.

                          In this papst,high strength steel DP780 was made advanced materialsperformance 1:ests to attain the material properties. Parts stamping characteristic was analyzed and the initial process plan was gotten,based on the structural characteristics and tolerance thquirements of the left and right sides sill reinforcement boards of DP78G products panel. Then this papst analyzed and designed stamping direction, addendum plane, binder, drawbead, blank shapes, trimming line and springback compensation depending on AutoForm. The initial procest scheme was adjusted and optimized and the final process plan was determined. Finally,the three-dimensional DL drawings were completed. After the completion of each steps of the mold design, this paper finished the mechanical analysis,trimming gap calculation,trimmmg insert design, punch and die design and waste disposal design depending on the trimming punching process. BOM tables and two-dimensional drawings were accomplished.

                          Solutions to debugging problems were given in mold assembly and debuggingprocess. In this design process, a variety of advanced methods were used, ARGUS that was the three-dimensional optical strain measurement used for strain analysis and calibration to finite element simulation. The current mold had been delivered th the customers and the product had been succcessfully put into production.

                          Keywords:Automotive panels; High strength steel; Numerical simulation; Stamping; Strain measurement

                          如今汽車作為代步工具,己然成為我們工作、生活中重要的一部分。根據汽車行業相關部口統計可1^看到,中國2013年的汽車產銷量平穩增長,當年12月產銷量再創新高。2014年,我國汽車的產量達到2372萬輛,銷量達到2349萬輛,雖然增速有所下降,低于當年年初預計,但是仍然刷新記錄,并且連續六年排名首位。

                          汽車使人們的工作、生活更為便捷,但是同時也給環境造成了巨大的壓力。

                          霧霸天氣的頻繁出現使得我們不得不反思,并關注當今社會環境污染及能源短缺等問題。汽車制造姐向環保、安全、節能方向發展,顯得尤為重要,F階段有很多方法可減小汽車損耗,比如研制新型發動機、選擇新能源汽車等,但是實驗結果顯示汽車油耗和汽車的重量基本成線性關系。當汽車自身重量減小10%時,在相同工況下,能夠使汽車耗油量減少8%,排放量減少4%。顯然降低汽車自身重量成為簡單有效的降低油耗的重要方法W。為了可較少汽車油耗和排放,需要降低車體自身重量,追求輕量化;而近堅年來,對于汽車功能提升,安全性及舒適性要求提高,為滿足更加安全、更加舒適這一要求又會導致汽車重量増加。在汽車使用的結構材料中,60% 上為鋼鐵材料;在車身使用的結構材料中,85%1^上為鋼鐵材料,因此為了保證汽車輕量化同時又提高汽車的安全性能,高強度鋼和先進高強度鋼作為車身結構材料被廣泛應用W。

                          汽車更新換代競爭激烈,適時推出新產品,縮短新產品的開發周期,才能保證產品跟上市場的節奏。當前汽車生產與制造水平發展迅猛,在其帶動下,覆蓋件的模具開發也迎來新的發展契機。汽車覆蓋件的模具設計和生產周期在汽車研發中占據重要位置,占整個周期的2/3,因此其技術水平決定整車制造的水平P1。

                          汽車模具的合理設計在實際生產中成為控制產品精度、減小制造成本化及縮短生產周期的關鍵技術。

                          汽車外形結構多樣,因此汽車覆蓋件的H維空間結構也是多種多樣,在制造過程中成形復雜,規律不易被掌握,出現的質量問題也比較多,生產巧程中有許多工藝參數和模具參數還不能進行定量化設計,理論知識缺乏系統性[4]。并且我國汽車車身模具設計與加王水平與世界一流技術還存在一定差距,所^^^必須采取相應的發展措施。我國模具企業還亟需面向產品專業化、制造數字化、設備精良化、經營團隊化、管理人性化發展。汽車覆蓋件的成形過程特別易出現破裂、起皺和回彈等問題W。沖壓成形過程涉及到成形金屬的塑性流動、塑性強化等問題,所W單純憑借經驗對沖壓成形過程進行預測,顯然是不可靠的。在實際生產中為使零件精度達標,往往需要對模具進行多次調試,這種做法費時費力,不利于企業的長足發展。計算機CAE分析的出現打破了該層障礙,從此沖壓成形過程能夠精準預測,模具結構能夠得到全面評估,能夠第一時間發現問題,大大縮短調試周期,降低制造成本。

                          本文小鴨精工機械CS10項目為研巧對象,一方面對于汽車輕量化W及高強鋼在汽車覆蓋件的應用進行論述,另一方面利用計算機數值模擬優化工芝方案,通過跟蹤頂蓋左右側邊梁加強板的設計及制造全過程,針對高強鋼覆蓋件成形性差、回彈量大等問題提出優化措施,最終完成模具結構的設計、加工、調試1^^及驗收。利用ARGUS對生產出的頂蓋左右側邊梁加強板樣件成形進行驗證,更好地掌握高強鋼的成形規律。本課題研究對于髙強鋼汽車覆蓋件的實際生產制造具有重要的指導意義。本文主要內容如下:

                          第一章緒論主要介紹論文選題的背景,論述高強鋼在汽車行業的使用現狀及發展趨勢,我國高強鋼使用存在的技術缺陷,并對課題來源、論文主要內容作出概述。

                          第二章CS10頂目介紹主要介紹了 CS10項目的開發背景及主要內容,完成頂蓋側邊梁加強板材料DP780的材料性能測試,了解其材料特性,掌握其變形及流動特點。

                          第三章工藝分析對常見的H大板料成形模擬軟件進行對比選擇,針對頂蓋側邊梁加強板進巧工藝分析確定初步工藝方案,完成沖壓方向確定、壓料面設計、工藝面補充、拉延筋設計、巧料形狀確定等設計工作,通過成形仿真對初步工藝方案不斷優化,最終確定最合適的工藝方案。進行修邊線優化和回彈補償,完成H維DL圖設計。

                          第四章模具設計介紹了 CS10項目的模具設計規范,并^^頂蓋側邊梁加強板修邊沖孔工序為例詳細介紹修邊沖孔類模具H維實體造型工藝要點。分別對力學分析、修邊間隙、修邊鑲塊及沖孔凸凹模等要素進行分析設計,對各類模具實用性通用結構進行設計,并完成模具校對審核工作。

                          第五章模具調整及驗收結合CS10項目頂蓋側邊梁加強板完成BOM表及二維圖紙的設計,并對其裝配調試過程要點進行分析,對常見缺略提出調試解決辦法。利用ARGUS H維光學應變測量系統對頂蓋側邊梁加強板成形情況及應變進行測量分析,用于指導實際生產。最終完成模具的檢驗和驗收。

                          第六章總結與展望對全文進斤總結分析,汲取經驗總結不足。

                          高強鋼汽車覆蓋件成形模具設計:

                        導向結構類型
                        導向結構類型

                        刃口鑲塊結合面
                        刃口鑲塊結合面

                        鑲塊底面做成臺階狀
                        鑲塊底面做成臺階狀

                        頂蓋側邊梁加強板的修邊鑲塊
                        頂蓋側邊梁加強板的修邊鑲塊

                        下模鑲塊符型面情況
                        下模鑲塊符型面情況

                        汽車工程
                        汽車工程

                        h模鑲塊的平衡
                        上模鑲塊的平衡

                        下模鑲塊的平衡
                        下模鑲塊的平衡

                        目錄

                          摘要
                          ABSTRACT
                          第1章 緒論
                            1.1 課題背景及意義
                            1.2 高強鋼在汽車行業使用現狀
                              1.2.1 國外現狀
                              1.2.2 國內現狀
                              1.2.3 高強鋼在汽車行業的發展前景
                            1.3 課題CS10來源及研巧內容
                              1.3.1 課題來源
                              1.3.2 研究的主要內容
                          第2章 CS10項目介紹與DP780板材成形性能分析
                            2.1 CS10項目背景
                            2.2 DP780板材成形性能
                              2.2.1 雙相高強鋼DP780的顯微組織
                              2.2.2 材料性能測試
                            2.3 本章小結
                          第3章 工藝分析
                            3.1 數值模擬軟件
                              3.1.1 板料成形數值模擬軟件仿真測試
                              3.1.2 Autoform開發流程
                            3.2 頂蓋側邊梁加強板工藝性分析
                              3.2.1 工藝社分析
                              3.2.2 工藝方案分析
                            3.3 模面設計與仿真建模
                              3.3.1 頂蓋邊梁加強板的零件準備
                              3.3.2 沖壓方向的確定
                              3.3.3 壓料面W及工藝補充面的設汁
                              3.3.4 拉延筋設計
                            3.4 頂蓋邊梁加強板成形仿真
                              3.4.1 基于Autoform的分析過程
                              3.4.2 拉深工序結果的分析化化
                              3.4.3 回彈分析
                              3.4.4 修邊線的優化
                              3.4.5 三維DL圖的確定
                            3.5 本章小結
                          第4章 模具設計
                            4.1 CS10項目模具H維設計規范
                              4.1.1 模具設計命名規則
                              4.1.2 模具設計圖層的劃分
                              4.1.3 三維模具表面著色要求
                              4.1.4 模具導向裝置的選用
                              4.1.5 模具材料選用及熱處理要求
                            4.2 模具蘭維實體造型
                              4.2.1 力學分析及間隙值確定
                              4.2.2 修邊鑲塊的設計
                              4.2.3 沖孔凸模凹模設計
                              4.2.4 沖壓廢料處理設計
                            4.3 模具實用性結構設計
                              4.3.1 模具標識
                              4.3.2 防反設計
                              4.3.3 鑄件結構設計
                              4.3.4 壓板槽的設計
                            4.4 模具校對
                            4.5 本章小結
                          第5章 模具調整及驗收
                            5.1 模具制造指導文件
                              5.1.1 B0M清單的編制
                            5.1.2 二維圖紙
                            5.2 模具裝配與調試
                              5.2.1 裝配準備工作
                              5.2.2 模具的調試
                              5.2.3 常見缺陷及解決途徑
                            5.3 基于ARGUS的成形應變檢測及驗證
                              5.3.1 ASGUS工作原理及操作步驟
                              5.3.2 ASGUS數據處理及結果分析
                            5.4 模具的檢驗與驗收
                              5.4.1 檢驗檢具
                              5.4.2 檢測點及其公差要求
                              5.4.3 現場檢測及模具的驗收
                            5.5 本章小結
                          第6章 總結與展望
                            6.1 總結
                            6.2 展望
                          參考文獻
                          致謝

                        (如您需要查看本篇畢業設計全文,請您聯系客服索。

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