可控拉深筋高強(qiáng)度鋼板盒形件拉深成形工藝研究.pdf

1、板料成形是一種十分重要的金屬塑性加工方法，被廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天等領(lǐng)域。汽車工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，它是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志。近年來世界汽車工業(yè)面臨三大問題：能源、公害和安全，這些要求使得在車身上采用高強(qiáng)度鋼板代替普通鋼板成為必然趨勢(shì)。高強(qiáng)度鋼板可以減輕汽車重量并增加安全性，但由于其自身材料特性，存在的最大問題是成形性能差和回彈較大。當(dāng)今國(guó)內(nèi)外大多數(shù)學(xué)者主要采用變壓邊力技術(shù)、熱成形和液壓成形技術(shù)來控制高強(qiáng)度鋼板成形

2、質(zhì)量。本文提出一種新的成形工藝方法——可控拉深筋技術(shù)，以提高高強(qiáng)度鋼板成形性能。目前國(guó)內(nèi)尚沒有相關(guān)的研究，國(guó)外僅美國(guó)密西根科技大學(xué)對(duì)可控拉深筋技術(shù)有初步研究。
　　 本文首先分析半圓形直球頭固定拉深筋與間斷式拉深筋對(duì)盒形件拉深成形的影響規(guī)律，從而提出通過可控拉深筋技術(shù)來提高高強(qiáng)度鋼板成形性能。利用數(shù)值模擬軟件Dynaform建立可控拉深筋JAC590Y高強(qiáng)度鋼板盒形件的拉深成形有限元模型，設(shè)計(jì)了6種不同截面和端部形狀的可控拉深筋

3、及3種不同拉深筋運(yùn)動(dòng)路徑方式。采用正交設(shè)計(jì)確定試驗(yàn)方案，以高強(qiáng)度鋼板成形極限圖作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合最優(yōu)化理論，分析不同可控拉深筋及其運(yùn)動(dòng)路徑對(duì)盒形件成形性能的影響。得到以下結(jié)論：
　　 獲得了不同可控拉深筋路徑下的極限拉深深度，確定了路徑2即上升——停止——下降為最優(yōu)運(yùn)動(dòng)路徑及其最優(yōu)組合，其中6種不同可控拉深筋最優(yōu)路徑下各試驗(yàn)組得到的最大極限拉深筋深度與固定5mm拉深筋相比分別提高了25％、10.34％、31.51％、12.85％

4、、20.80％、10.01％，并通過極差分析得到最優(yōu)路徑下主要影響因子為H1和H2。在最優(yōu)路徑下，6種可控拉深筋作用下的凸模拉深力和可控拉深筋阻力從拉深成形開始增加速率大到隨后增加速率小，最后開始下降。研究表明不同可控拉深筋路徑對(duì)盒形件側(cè)壁和凹模圓角部位的應(yīng)變路徑影響不大，而對(duì)凸模圓角處的影響較為顯著。最后通過GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與拉丁超立方抽樣法相結(jié)合構(gòu)建了可控拉深筋主要影響因子H1和H2與極限拉深深度之間的響應(yīng)面。
　　 為了

5、驗(yàn)證有限元結(jié)果的正確性，從而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置來進(jìn)行檢驗(yàn)和分析?；诳煽乩罱钸\(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)了可控拉深筋高強(qiáng)度鋼板盒形件拉深實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)裝置分為模具結(jié)構(gòu)、杠桿機(jī)構(gòu)、液壓及電氣控制系統(tǒng)四部分。
　　 最終將可控拉深筋成形規(guī)律運(yùn)用到高強(qiáng)度鋼板汽車覆蓋件的拉深成形模擬中，以汽車引擎蓋邊板為研究對(duì)象，同樣選擇JAC590Y高強(qiáng)度鋼板。通過模擬結(jié)果分析得到零件最小厚度值的變化幅度最為明顯。然后選取兩不同試驗(yàn)組下整個(gè)零件厚度分布進(jìn)行了分析，驗(yàn)證