拼焊板充液拉深的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì).pdf

1、隨著汽車(chē)對(duì)能源消耗及尾氣排放要求的日益提高，減輕車(chē)身重量就顯得非常重要，而拼焊板成形技術(shù)的應(yīng)用就是降低重量的一個(gè)有效途徑。它不僅能減輕零件的質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，而且還可以增加結(jié)構(gòu)件裝配的整體性和尺寸、形狀精度。若采用常規(guī)工藝使拼焊板成形，不但制造工藝復(fù)雜而且在成形過(guò)程中易出現(xiàn)諸如焊縫移動(dòng)、差厚板變形不均勻引起的殘余應(yīng)力而導(dǎo)致的成形件破裂、變形、回彈等缺陷，如何解決這些工藝問(wèn)題，是拼焊板成形技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的關(guān)鍵。隨著特種成形工藝的不斷涌現(xiàn)

2、，一種先進(jìn)的板料成形技術(shù)即充液拉深(又稱軟凹模拉深)日益發(fā)展起來(lái)。在充液拉深工藝中凹模的簡(jiǎn)化是該方法經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)重要表現(xiàn)，與常規(guī)工藝相比，它具有工藝簡(jiǎn)單、制造成本低、產(chǎn)品尺寸精度高、表面質(zhì)量好、一次變形量大等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種零部件的生產(chǎn)，尤其適用于在一道工序內(nèi)成形變形量大的復(fù)雜形狀零件。 針對(duì)拼焊板成形特點(diǎn)和其在變形過(guò)程中所出現(xiàn)的各種問(wèn)題，本文提出了采用充液拉深技術(shù)使拼焊板成形，并采用數(shù)值模擬的方法對(duì)典型零件的充液拉深進(jìn)行分析和

3、研究，找出拼焊板成形過(guò)程中的一般規(guī)律，為模具設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。在介紹國(guó)內(nèi)外充液成形技術(shù)的應(yīng)用情況、研究進(jìn)展和數(shù)值模擬在板料成形中的應(yīng)用概況的基礎(chǔ)上，指出了拼焊板充液拉深成形技術(shù)的重要意義和應(yīng)用前景。利用板料成形數(shù)值模擬專用軟件Dynaform，以具有代表性的盒形件和曲面形零件如半球形為例，分別對(duì)其常規(guī)拉深和充液拉深的過(guò)程進(jìn)行了模擬分析和比較。 分析表明：充液拉深工藝可有效地改善拼焊板焊縫處的成形性，通過(guò)改善板料成形過(guò)程

4、的受力狀態(tài)，使板料能均勻地流入充液凹模中，大大降低了焊縫移動(dòng)量，使其焊縫移動(dòng)量減少到常規(guī)拉深的94.7％；充液拉深還具有良好的自潤(rùn)滑性，減小了板料變薄趨勢(shì)，與常規(guī)拉深相比，成形件厚度分布均勻、殘余應(yīng)力小，工件尺寸穩(wěn)定、表面質(zhì)量高。針對(duì)曲形工件如半球形件的充液拉深，中間懸空部分的應(yīng)力狀態(tài)得到了明顯改善，就不同工藝參數(shù)對(duì)拼焊板曲面形工件充液拉深時(shí)發(fā)現(xiàn)：分塊控制壓邊力大小、凹模油腔中油液壓強(qiáng)對(duì)板料作用力的大小即油液對(duì)板料的反向作用力、以及壓邊

5、力與凹模油腔中油液壓強(qiáng)的匹配即法蘭區(qū)的自潤(rùn)滑等工藝參數(shù)可明顯減少法蘭區(qū)板料的起皺現(xiàn)象；在一定的條件下，凹模油腔的油液壓強(qiáng)大小與焊縫移動(dòng)量、板厚減薄量成反比?；诓捎梅謮K控制壓邊力以實(shí)現(xiàn)拼焊板均勻流入凹模的思想并借鑒國(guó)內(nèi)外充液拉深裝置的先進(jìn)結(jié)構(gòu)，壓邊裝置采用液壓式可調(diào)節(jié)壓邊力及分布的柔性壓邊結(jié)構(gòu)，不僅實(shí)現(xiàn)了分塊壓邊工藝要求還實(shí)現(xiàn)了變壓邊要求，這種結(jié)構(gòu)不但簡(jiǎn)單而且操作靈活。 本文對(duì)拼焊板成形技術(shù)的研究在實(shí)際生產(chǎn)中具有一定的指導(dǎo)意義，