基于数值仿真的汽车轮罩拉深型面设计研究

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1、6DieandMouldTechnologyNo．52010文章编号：1001—4934(2010)05—0006—04基于数值仿真的汽车轮罩拉深型面设计研究王云，于忠奇，费冬(1．上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240；2．中国电子科技集团公司第二十一研究所，上海200233)摘要：采用有限元分析软件Dynaform对汽车轮罩的拉深成形过程进行了数值模拟仿真。对零件拉深型面进行了设计，重点对工艺补充面形式和拉深筋分布方式进行了优化分析，比较了2种工艺补充面和3种拉深筋分布方式状态下零件的应力、应变

2、状态以及成形性能。获得合理的工艺补充面和拉深筋分布方式。模拟结果表明采用优化的拉深型面可以有效地改善零件角部材料的流动状况，提高成形质量。关键词：汽车轮罩；数值仿真；型面设计；工艺优化；成形质量中图分类号：TP391．9文献标识码：AAbstract：Thedrawingprocessoftheautomobilewheelpanelsissimulatedbythefiniteelementsoftware，Dynaform．Byfocusingontheoptimizationoftheaddenduma

3、ndthedrawbeadlayout，thedrawingsurfaceisdesigned．Bycomparingthestress、strainconditionsandtheFLDintwotypesofaddendumandthreetypesofdrawbeadlayout，theoptimizedaddendumanddrawbeadlayoutisfound．Thesimulationresultsshowthematerialflowinthecornerandthequalityofthe

4、partcanbeimprovedeffectivelywiththeoptimizeddraw—ingsurface．Keywords：automobilewheelpanels；numericalsimulation；surfacedesign；processoptimiza—tion；formingqualityO引言以对冲压工艺参数和模具结构进行优化，以达到提高冲压件质量、缩短开发周期和降低生产汽车覆盖件零件不仅结构较大，而且形状成本等目的u。不规则较复杂，冲压变形规律不易掌握，易于出汽车轮罩具有形状

5、复杂(多为空间曲面)、现拉裂、起皱等现象。传统的试错方法主要凭轮廓尺寸大等特点。在轮罩成形中要经过拉借经验寻求模具最佳成形参数，其工艺型面设深、修边、剖切、整形和翻边等多道冲压加工工计既费时又费力，使得模具的设计和工艺制定序才能完成。其中拉深工序是制造轮罩的关的周期长。目前以有限元为核心的塑性成形数键，直接影响到产品质量、材料利用率、生产效值仿真技术为人们认识金属塑性成形过程的本率及制造成本。为了实现拉深过程或创造良质规律提供了新途径[1。板料成形数值仿真不好的拉深条件，必须合理设计冲压方向、工艺但可以预测成

6、形中可能出现的各种缺陷，还可补充部分形状和尺寸以及压料面形式、拉深筋收稿日期：2010—05—19作者简介：王云(1979一)，男，工程师。模具技术2010．No．57布置等重要工艺因素。本文基于Dynaform1．3压料面设计软件，对汽车轮罩的拉深型面进行设计，并通压料面设计直接影响到毛坯向凹模内流动过数值模拟技术讨论压料面型式和拉深筋布的方向和速度毛坯变形的分布与大小。压料置对成形性的影响，以此设计出轮罩拉深型面的形式分为平面型和曲面型。平面型压料面面。具有如下优点：形状简单、便于加工、阻力变化相对容易控

7、制、有利于调模时调整到最有利于轮罩拉深型面设计拉深成形所需要的最佳压料面阻力状态。所以本文优先选择面型压料面。同时，考虑到本1．1零件工艺分析零件的特征，又将曲面型和平面型2种压料面组合在一起，形成混合压料面。后面将重点讨汽车左、右轮罩的零件如图1所示。该零论这2种方案的拉深件成形能力，以期找到适件是由复杂的空问曲面构建而成，曲率变化较合本零件特征的压料面。大，形状复杂，将造成变形程度差别较大。由于左、右件大体对称，考虑将两件设计成一个拉1．4工艺补充面深件进行冲压。为了防止拉深时产生成形缺陷，采用数值仿真技

8、术进行拉深模具型面设计。工艺补充面是拉深件型面设计不可缺少的拉深件的型面设计包括冲压方向、工艺补充面、工作。设计得合理与否，是冲压工艺设计先进与否的重要标志，它直接影响到拉深成形时毛压料面和拉深筋。坯的变形条件、应力、应变大小与分布，以及破裂、起皱等质量问题的产生。因此必须慎重考虑工艺补充部分的设计，才能保证拉深出合格的拉深件。工艺补充部分应满足以下原则：内孔封闭补充；简化拉深件结构形状；保证良好的