基于等效拉深筋的汽车后柱加强板的起皱改善

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1、50DieandMouldTechnologyNo．42010文章编号：1001—4934(2010)04—0050—05基于等效拉深筋的汽车后柱加强板的起皱改善毕文兵，赵磊(1．当涂县职教中心机电教研室，安徽马鞍山243100；2．合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽合肥230009)摘要：板料冲压成形是汽车覆盖件的关键加工技术，该文主要研究了汽车右后柱加强板的拉深成形过程。该零件的结构特点和性能要求决定了局部区域不能出现严重起皱缺陷，为预测和消除起皱缺陷，采用有限元软件Dynaform重点分析了起皱产生的原因，在通过调整压边力、修改凸、凹模圆角半径等都不能消除起皱

2、之后，提出修改零件局部形状和采用双重拉深筋的方法来控制材料的流动变形，从而减轻或消除拉深件的起皱。模拟结果表明，双重拉深筋能有效地改善起皱，提高拉深件的成形质量。关键词：拉深；数值模拟；起皱；凹包；双重拉深筋中图分类号：TP391．7文献标识码：BAbstract：Sheetmetalformingtechnologyisthekeytechnologyofthemanufactureofauto-motivecoverpanels．Inthisarticle，therammingprocessofback—columnstructuralrein-forcedpan

3、elissimulatedbythefiniteelementcode，Dynaform．Duetothestructureandpropertyofthepart，wrinkleswillnotappearinlocalpositionsofthepartandthegoalofthesimulationistoforecast，lightenorremovethewrinkleofstampedpart．Byanalyzingtheprocess，itisconcludedthatwrinklingcouldnotbeeliminatedbyadjustingbl

4、ank-holderforce，punchanddieradius，etc．However，bymodifyinglocalshapeofthepartandadop-tingdouble-drawbeadinordertocontrolmaterialflowandreinforcematerialflowingresistance，thewrinklingcouldbealleviatedoreliminated．Itindicatesthatdouble-draw-beadcandecreasewrinkleandimprovetheformabilityofp

5、artssignificantly．Keywords：drawing；numericalsimulation；wrinkle；concavity；double-drawbead0引言精度。起皱是由于局部切向压应力过大，达到或超过板料的I临界应力时引起薄板厚度方向的板料冲压成形过程具有高度的几何、材料失稳所致。消除起皱最直观的办法是增加起皱和边界条件非线性，成形工艺复杂，经常会出现处的法向接触力，实际冲压成形时，一般常采用起皱、开裂和回弹等缺陷，甚至造成零件成批报调节压边力和设置拉深筋的方法控制拉深过程废。由于起皱经常发生在汽车的覆盖件上，形中冲压件凸缘与侧壁起皱，但由

6、此又会导致板成波纹或折叠，极大地影响了表面质量和焊装材成形极限下降，使冲压件过早地发生破裂。收稿日期：2010—03—08作者简介：毕文兵(1970一)，男，讲师。模具技术2010．No．451特别是对于形状复杂或深度大的冲压件来说，凸、凹模单边间隙均采用传统经验值，即1．1倍既要保证成形形状或深度，又要抑制起皱发生，的板料厚度，压边力为200kN，摩擦因数为在实际加工工艺中常常是比较困难的。当起皱0．125。拉深有限元模型如图3所示。与破裂两者发生矛盾时，起皱的抑制必须以板材不破裂为基本条件，所以消除起皱的关键在于准确地预测材料的流动状况[¨。汽车后柱加强板的形状如

7、图1所示，左、右件形状基本对称。若采用一模两件的形式进行成形，中间反拉深的深度很深，易造成拉深件的开裂，故左、右件单独进行冲压成形。本文选取右后柱加强板进行数值模拟分析，拉深数模如图2所示，其中A区、B区和C区为原始零件型1．凸模2．压边圈3．板料4．凹模面修改处，需在后续添加一道整形工序以获得图3拉深有限元模型原始形状。2无拉深筋的拉深模拟结果及分析件初始拉深工艺未添加拉深筋，模拟结果如图4所示。从图4可以看出，零件顶端及法兰部分严重起皱、起皱趋向和成形不充分区域很多。法兰部分由于材料严重堆积而出现褶皱，件同时由于法兰局部区域材料流动阻力小，材料较