基于正交试验的汽车油箱底壳的成形分析.pdf

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1、第36卷第5期四川冶金V01．36NO．52014年1O月SiehuanMetallurgy0ct．。2O14文章编号：1001—51O8(2014)O5—0023一O4基于正交试验的汽车油箱底壳的成形分析陈庆，李晓刚，姚野(首钢技术研究院用户技术研究所，北京100041)摘要：以汽车油箱底壳为研究对象，利用有限元仿真软件建立了油箱底壳冲压成形的有限元模型，并进行拉延数值模拟；对压边力、摩擦系数、屈服强度、抗拉强度、n值、r值等6个因素进行正交试验设计，并通过仿真软件进行模拟分析，确定了6个因素对本零件冲压成形质量的影响程度；并对数据对比分析，找到了最优的材料工艺参数组合，为实际生产

2、质量合格的产品提供科学依据。关键词：油箱底壳；正交试验；冲压成型；数值模拟中图分类号：TG386文献标识码：AAnalysisforStampingProcessofAutomotiveOilSumpTankBasedonOrthogonalExperimentsCHENQing，LIXiao-gang，YAOYe(ShougangResearchInstituteofTechnology，Beijing100041，China)Abstract：Takinganautomotiveoilsumptankasanapplicationexample，thispaperconstruc

3、tsfi—niteelementsmodelsandthedrawingprocesswithfiniteelementssimulativesoftware；Analyzingtheinfluenceofthestampingprocessparameterssuchas．Combiningstampingnumericalsimula—tionsoftheautomotivebodypartswiththeorthogonalexperimenttOanalyzetheinfluenceofthestampingprocessparameterssuchaspunchforce，

4、frictioncoefficient，yieldstress，tensilestress，nvalue，rvalue，etc．Withanalyzingtheresultsfromthesimulations，theoptimalsetofprocessparametervalueswasdiscoveredtoprovidescientificbasisinpr0cessingqualifiedqualitybodyparts．Keywords：oilsumptank；orthogonalexperiment；stampingprocess；numeriealsimulation

5、1引言深度较大，板料各处的变形和应力不均，拉深表面需要借助压边圈下的材料补充，同时内汽车油箱底壳与一般冲压件相比轮廓尺部表面在成形过程中会产生拉延胀形，容易寸大、形状复杂、外形不对称，一般需要经过出现起皱和拉裂等缺陷，并且实际成形过程包括拉延、切边、冲孔等工序得到最终零件。中模具状态、冲压工艺参数变化以及材料参在第一工序拉延变形过程中，由于零件拉延数变化都对最终结果产生影响。板料有限元作者简介：陈庆，工程师，主要从事汽车板用户技术等相关工作。四川冶金第36卷仿真近年来在精度和模拟运算速度上都有较流动均匀，在凹模和压边圈上建立了等效拉大的提高，使得仿真结果更加准确、可靠，但延筋。拉延筋

6、位置和参数设置如图3所示。是数值模拟的结果无法给出各因素变量与评本零件采用ST16牌号矩形材料，板料价成形质量的目标之间具体的关系模型，因厚度为0．8ram，坯料尺寸为840mm×此我们必须建立多因素变量与成形结果目标660ram，材料性能参数如表1所示。摩擦系之间的数学模型，从而能够对成形质量进行数取0．18，压边力为F一2．4×10N，计算精多方面综合控制研究E一。为了提高本零件确度按常规进行计算。的成形质量，本文通过正交试验设计与仿真计算后可以得到成形状态图、FID、主应技术相结合，通过大量计算找出了各因素对变云图、次应变云图、厚度云图和减薄率云图冲压成形质量的影响程度以及最优

7、参数组等。本零件成形状态图、FID和厚度减薄云合，为冲压工艺的制订和材料准确供应提供图如图4所示。指导。3正交试验方案设计2数值模拟及模型建立根据正交试验设计理论，可以利用数理将油箱底壳零件CAD模型以IGS格式统计学与正交性原理，从大量的试验点中挑导人软件如图1所示，在软件中进行压料面选适量的具有代表性的点，应用正交表合理和工艺补充面的设计，由于油箱底壳端面为安排试验[3]。正交试验的设计方法具有水平同一平而，使压料面在此端面生成。在此基均匀性和搭配均匀