面向產(chǎn)品設計的回彈模擬與幾何補償方法研究.pdf

1、隨著汽車安全性和輕量化要求的不斷提高，高強度鋼板和鋁鎂合金等材料應用的比例越來越高，但給產(chǎn)品設計和模具制造帶來了很多新的問題?；貜検歉邚婁摪搴弯X鎂合金板沖壓成形的主要缺陷之一，嚴重影響模具試模周期和零件的尺寸精度，是現(xiàn)階段汽車沖壓成形的研究熱點。由于回彈的影響因素較多，目前有限元數(shù)值模擬技術(shù)還不能準確預測成形后的回彈量，主要依靠現(xiàn)場的反復試模來修正回彈量，嚴重影響了模具制造周期和質(zhì)量。因此，急需一種從產(chǎn)品設計、模具設計到模具調(diào)試過程的解

2、決方案，能夠快速預測和補償回彈，提高先進高強度鋼板沖壓件的尺寸精度。
　　論文結(jié)合國家科技重大專項:““高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”的子課題-高強鋼板冷沖壓成形技術(shù)研究”（項目編號2010ZX04014-072）和國家自然科學基金資助項目：“DP和TRIP鋼板沖壓成形工藝參數(shù)及表面損傷的數(shù)值建模與模擬研究”（50905066），對汽車先進高強鋼板結(jié)構(gòu)件的回彈工藝控制法的試驗、全工序精細化回彈仿真、幾何回彈補償算法及系統(tǒng)、面向產(chǎn)品的

3、快速模擬方法進行了深入的研究。并在此基礎上，開發(fā)了首個應用于沖壓同步工程的面向產(chǎn)品開發(fā)全流程的集成系統(tǒng)。
　　為了研究高強鋼板回彈的工藝控制規(guī)律，采用伺服成形技術(shù)研究了工藝參數(shù)對先進高強鋼板和鋁板回彈控制的影響，總結(jié)了基于伺服成形的沖壓成形回彈工藝控制規(guī)律。通過反復加載、增加壓邊力和鐓死力、強壓負間隙等方法使板料在厚度方向發(fā)生了擠壓變形，可以有效減少回彈；而保壓時間、成形速度的變化對回彈控制影響不大。試驗表明，控制工藝參數(shù)只能減少

4、回彈，很難達到消除回彈的目標。因此，為了有效解決回彈，需要進一步借助有限元數(shù)值模擬和回彈補償?shù)姆椒ā?br>　　數(shù)值模擬回彈的精度是目前的主要問題，論文結(jié)合S_Rail高強鋼板零件強壓和負間隙成形試驗結(jié)果，提出了一種基于厚向多點積分的8節(jié)點實體殼單元模型MHSSS，解決了板料受厚向擠壓變形的數(shù)值模擬問題；進一步建立了基于精細數(shù)字化模面為核心的全工序精細化回彈模擬方法。精細數(shù)字化模面是以CATIA平臺為基礎，包括真實的拉深筋模型、真實的強

5、壓及空開處理、真實的后工序付型空開處理。通過實體殼單元模型和全工序精細化仿真提高了成形和回彈模擬的精度，解決了先進高強鋼沖壓成形回彈模擬精度不足的問題。
　　為了解決CAE回彈模擬結(jié)果無法直接補償?shù)骄殧?shù)字化模面上的難點。對汽車結(jié)構(gòu)零件根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點和回彈補償思路進行了精細化的分類研究，提出了一種基于UV線的快速幾何回彈補償算法，并在CATIA平臺上開發(fā)了一套幾何回彈補償系統(tǒng)。實現(xiàn)了對高強鋼板零件回彈的精細數(shù)字化幾何快速補償?；貜?/p>