基于数值模拟的汽车中立柱上联接板拉延模设计.pdf

模具DIE& MOULD
文章编号:1672-0121(2015)05-0080-03
基于数值模拟的汽车中立柱上联接板
拉延模设计
喻妟
(湖北汽车工业学院,湖北十堰442002)
摘要:分析了汽车左右中立柱上联接板冲压成形工艺,利用PAM- STAMP软件对其冲压成形过程进行
数值模拟,确定最佳工艺参数,借助UGNX6軟件完成其拉延模具三维结构设计。
关键词:板料成形;拉延模;PAM- STAMP;数值模拟
中图分类号:TG385.2文献标识码:BDOI:10.16316/i.isn.1672-0121.2015.05.022
0引言
工艺补充面和压料面的形状和形态对板材的成
汽车中立柱上联接板是连接汽车中立柱和汽车形性影响很大,合理的工艺补充面设计,是保证覆盖
顶盖的骨架类零件,对汽车中立柱的强度有重要影件成形质量的重要条件。本零件的工艺补充包括封
响,它既承担着汽车側面安全的重任,又要满足人们孔、缺口补齐,工艺面扩展,必要的拉延坎以及随形
对现代汽车外观的审美要求。要获得理想的产品,传压料面等。最终效果如图2所示。
统生声方式需要通过反复试错来调整参数,不仅会
增加成本,而且会延误工期。面利用PAM- STAMP
软件模拟其冲压成形过程,通过对比优化可快速获
得最佳参数。
以汽车左右中立柱上联接板为研究对象,利用
PAM- STAMP软件模拟其冲压成形过程,确定工艺
参数,利用UG软件实现其拉延模三维结构的设计。
?1零件结构图
?2工艺补充效果
研究对象
2.3冲压方向与坯料尺寸
零件为汽车中立柱上联接板。零件材料O8AI
冲压方向对模具设计起着至关重要的作用,合
料厚1.6m,最大尺寸约550mx500m。零件结构理的沖压方向可以简化模具结构,并提高零件的成
如图1所示。
形质量。确定冲压方向时遵循以下原则:①保证凸模
能够进入模,且没有凸模接触不到的死区;2凸模
2工艺方案
与坯料的初始接触面积要尽可能大,且应尽量靠近
2.1工序方案
模具中心;3有利于压料面进料阻力均匀分布;④有
本零件生产工序方案为:落料→拉延一修边冲利于降低拉延深度且拉延深度呈均态分布
孔→弯曲。
据此,确定如图3所示冲压方向。
零件结构并不复杂,延成形后切除余料,冲为
1112
ミ」数不多的几个小孔,然后弯曲端部。其中修边沖孔
步完成
长
703
2.2工艺补充
363
收稿日期:2015-03-20
372
加」作者简介:喻旻(192-),男,实验师,从事村料成形与控制研完
图3冲压方向
图4坯料尺寸
DIE& MOULD模具
零件毛坯尺す根据零件的空间结构和经验进行1.256651到1.733684之间,成形状态艮好。可见,按
估算,一般没有准确的计算公式。由于零件为“T"字照方案2的工艺参数,成形过程是科学可行的
形结构,而原材料一般为矩形,为减少废料,倒置对
接排样落料,最終零件坯料尺寸如图4所示
4模具结构设计
4.1模具整体结构
3成形CAE分析
零件结构比较简单,拉延深度较小,采用单动邦
有限元法是当前工程技术科学中应用最为广泛延结构。模具整体结构如图5所示。
的数值方法之一,经过多年发展,该技术逐步成熟
①23)45
并开始商用化和工业化发展,对工程问题的解決意
义重大。
使用PAM- STAMP2G软件,通过有限元分析
的方法模拟板料拉延面的成形过程,预测缺陷的类
型和位置。进而可优化产品设计、提高产品质量。
零件的成形过程包括重力过程、压边过程和冲
压成形过程。对压边力、凸凹模间隙等影响成形的主
要因素进行CAE对比分析,表1列出了分析结果中
DL0SL90J①
的几种典型情况。
图5模具结构
表1成形CAE分析结果
1.起重棒2、10连接板3.螺栓4.调压块5.螺栓6.上模座
方案
厚度效果图
结论(料厚单位mm
7.通气管8.标记销9.压边関1.自润导板12.螺钉13.凸模
最大厚度值:1.880393
14.円模15.当料销16.导板17.下模座
最小厚度值
4.2具体结构
缺陷:开裂
四模与上模座是整体式结构,凹模四周设置6
程度:严重
个调压块。回模上模座与压边圈间采用自润滑导板
缺陷部位:零件外部
导向。结构如图6所示。
最大厚度值:1.892695
最小厚度值:0.779618
自润导板
敏死块
缺陷:局部偏簿
程度:轻微
缺陷部位:零件体外部
最大厚度值:1.908997
最小厚度值:0.481424
定位槽调压块
缺陷:起皱
?6模上模座
程度:严重
压边圈采取中空式的売体结构,为了精确定位
缺陷部位:零件外部
坯料,在紧靠压料面的边缘设置了3个挡料销。除了
由表1知,方案1和方案3都存在严重缺陷,虽两端与上模相对应的导板外,内部还有7块与凸模
导向的导板,结构如图7所示。
然都在零件体外部,但对零件的成形质量有不同程
度的影响,其工艺参数显然是不合理的。
从方案2分析结果可知、在沖压过程中零件圆
压料面
挡料销
角处蓝色部分厚度值较小(0.779618),相对板料厚
度值(1.6)减薄率为51.27%,有轻微拉裂趋势、,但区
域微小,而且该区域也在零件的修边线外,后续的修
限位螺钉过孔
自润导板
边工序会将该处修剪掉,离此缺陷最近的零件体厚
蝶露你能田一
度值不小于1.415662。零件体部分的厚度值在
图7压边圏
8