拼焊板充液拉深的數(shù)值模擬及實驗裝置設(shè)計.pdf

1、隨著汽車對能源消耗及尾氣排放要求的日益提高，減輕車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)雜而且在成形過程中易出現(xiàn)諸如焊縫移動、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。在充液拉深工藝中凹模的簡化是該方法經(jīng)濟(jì)性的一個重要表現(xiàn)，與常規(guī)工藝相比，它具有工藝簡單、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，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。 針對拼焊板成形特點和其在變形過程中所出現(xiàn)的各種問題，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，找出拼焊板成形過程中的一般規(guī)律，為模具設(shè)計和實際應(yīng)用提供理論依據(jù)。在介紹國內(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，分別對其常規(guī)拉深和充液拉深的過程進(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，通過改善板料成形過程

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量，使其焊縫移動量減少到常規(guī)拉深的94.7％；充液拉深還具有良好的自潤滑性，減小了板料變薄趨勢，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)對拼焊板曲面形工件充液拉深時發(fā)現(xiàn)：分塊控制壓邊力大小、凹模油腔中油液壓強對板料作用力的大小即油液對板料的反向作用力、以及壓邊

5、力與凹模油腔中油液壓強的匹配即法蘭區(qū)的自潤滑等工藝參數(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大小與焊縫移動量、板厚減薄量成反比?；诓捎梅謮K控制壓邊力以實現(xiàn)拼焊板均勻流入凹模的思想并借鑒國內(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)，不僅實現(xiàn)了分塊壓邊工藝要求還實現(xiàn)了變壓邊要求，這種結(jié)構(gòu)不但簡單而且操作靈活。 本文對拼焊板成形技術(shù)的研究在實際生產(chǎn)中具有一定的指導(dǎo)意義，