減震器后橋覆蓋件成形中拉裂現(xiàn)象的數(shù)值模擬研究

張飄 臺州學(xué)院 318000

減震器后橋覆蓋件成形中拉裂現(xiàn)象的數(shù)值模擬研究

張飄 臺州學(xué)院 318000

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用于汽車覆蓋件沖壓模具的設(shè)計(jì)開發(fā)中，在一定程度上滿足了汽車覆蓋件沖壓成形精度要求。以汽車減震器后橋覆蓋件為典型零件，通過Dynaform軟件對該產(chǎn)品進(jìn)行模擬。通過模擬結(jié)果，分析板料厚度和拉延筋高度的變化對產(chǎn)品拉裂缺陷的影響。選取優(yōu)化后的工藝參數(shù)進(jìn)行了仿真，并得到了較好的沖壓成形質(zhì)量。從而大大縮短模具設(shè)計(jì)開發(fā)周期，降低板料成本的目的。

數(shù)值模擬；Dynaform；拉裂；拉延筋；板料厚度

stamping simulation；dynaform；crack；drawbead；board thickness

引言

以CAE 技術(shù)對板料成型分析都非常專業(yè)和實(shí)用，它使許多過去受條件限制無法分析的復(fù)雜問題，通過計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬得到滿意的解答；避免了低水平重復(fù)的工作，可以大大提高模具制造質(zhì)量，縮短調(diào)試周期、降低費(fèi)用、減少工件廢品率和材料浪費(fèi)。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、新產(chǎn)品的開發(fā)等方面發(fā)揮了重要作用。如圖1所示：汽車橫梁減震器后橋覆蓋件的成形圖為例介紹。

圖1 橫梁減震器后橋覆蓋件的成形圖

1 數(shù)值模擬模型（取一半為研究對象)

圖2 橫梁減震器后橋覆蓋件的成形圖

當(dāng)所有前處理步驟都完成后，模具與坯料仿真模擬模型如下圖2所示，由于兩邊是對稱的，故選一半為研究對象。

2 拉延筋高度對汽車覆蓋件成形拉裂的影響

1）壓邊力為300KN，拉延筋高度為2、5、7mm時（其它條件不變），其沖壓結(jié)果（拉延筋高度在2mm處沒發(fā)生拉裂現(xiàn)象，在5，7mm時發(fā)生了拉裂現(xiàn)象圖3所示）。

圖3 拉延筋高度為7mm的模擬成形圖

通過上面模擬拉深過程可以看得出：

（1）拉延筋高度不能過大，過大會造成成形零件拉裂。上例中拉延筋高度取7mm，對后橋覆蓋件造成了拉裂。因此，我們需要調(diào)整拉延筋高度在5mm以下。并在拉裂區(qū)域應(yīng)減弱拉延筋的阻料能力，使板料在成形過程中金屬均勻流動。

（2）300KN和其他工藝參數(shù)結(jié)合起來，可以得到較為理想的成形質(zhì)量。

3 板料厚度對沖壓成形拉裂影響及分析

板料厚度取1mm、0.7mm、1.5mm，壓邊力為50噸，拉延筋高度、沖壓速度和凸、凹模間隙都不變情況下，其模擬成形圖可看出均未發(fā)生拉裂現(xiàn)象（板料厚度為1mm和1.5mm），板料厚度在0.7mm時，其圖4所示發(fā)生了拉裂現(xiàn)象。

圖4 板料厚度為0.7mm模擬成形圖

從以上模擬結(jié)果分析可知，當(dāng)板料厚度減小時，對沖壓成形有影響。當(dāng)板料厚度為0.7mm時，出現(xiàn)了嚴(yán)重拉裂。

4 沖壓參數(shù)的重新調(diào)整

圖5 成形后的厚度分布圖

（1）制訂方案一

經(jīng)過多次模擬試驗(yàn)，將沖壓速度調(diào)到5000mm/s，將壓邊力降到300KN，凸凹模間隙為1.1mm，拉延筋高度為2、3、4mm，鎖緊力(N)（分別為75，150，200），其成形后的厚度分布圖5所示。

根據(jù)厚度分布圖5可看出，最厚處的厚度為1.047584mm，厚度比原來增加了0.047584mm；最薄處的厚度為0.787144mm，比原來減少了0.212856mm；最大增厚與最大減薄都分布在邊緣處，因此不會影響零件的成形質(zhì)量。

（2）制訂方案二

在以上條件不變的情況下，只改變原材料，由原材料HSLA350改為材料DQSK低碳鋼，材料屬性如表1所示，其成形極限圖如圖6所示。其厚度分布圖可知，最薄的厚度為0.763286mm，而最薄處厚度0.76大于了要求厚度0.7mm，可以看出該件滿足了要求。

表1 DQSK材料模型的特性參數(shù)表

圖6 DQSK材料模擬成形圖

5 結(jié)論

（1）通過多次模擬，變化拉延筋高度，以使增大進(jìn)料阻力，提高了后橋覆蓋件剛度和減少因變形不足而產(chǎn)生松弛、扭曲、波紋及收縮等現(xiàn)象，防止拉深成形時懸空部位起皺。所以拉延筋的布局、數(shù)量、結(jié)構(gòu)對控制拉深件質(zhì)量有顯著的調(diào)節(jié)作用。

（2）通過對工件的可成形工藝性分析，做出工件是否可制造的早期判斷；通過對模具方案和沖壓方案的模擬分析，及時調(diào)整修改模具結(jié)構(gòu)，減少實(shí)際試模次數(shù)，縮短開發(fā)周期起到很好的作用。

[1] 徐丙坤.板料沖壓成型數(shù)值模擬中的幾個關(guān)鍵問題.塑性工程學(xué)報,2001.

[2] 沈啟，衛(wèi)原平等.數(shù)值模擬在汽車覆蓋件開發(fā)中的應(yīng)用研究.模具技術(shù)，2000.

[3] 雷正保.汽車覆蓋件沖壓成形CAE技術(shù).長沙:國防科技大學(xué)出版社，2003.

[4] 陳煒.汽車覆蓋件拉延模設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究：（博士學(xué)位論文）.上海：上海交通大學(xué)，2001.

[5] 邢忠文，楊玉英等.薄板沖壓成形中的拉伸筋阻力及其影響因素研究.模具工業(yè)，1994.

Numerical simulation research for the crack in the forming Process of the shock absorber cover part

The Automoive Panel stamping die is use computcer simulation tecbnology to design, to a certain extent, to improve accuracy of the domestic automobile panelforming, It has with alautomobile shock absorber rear axle cover piece for type part, combine on dynaform software suffer, past analogue result, Board thickness and brake bead altitudinal change versus product quality impact. then select optimize rear processing parameter proceed know clearly emulation, combine got get know clearly best drawing quality fairing. Thus greatly shorten the mould design and development period, lower the cost of sheet metal purpose

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.099