一种可行的有效设计的成形性图表程序在汽车覆盖件冲压流程中的应用毕业设计(编辑修改稿)

一种可行的有效设计的成形性图表程序在汽车覆盖件冲压流程中的应用毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

a表示至少 90%的准确度 表 5 悬架冲压 皱纹 特性的方差分析表 参数 平方和 自由度 均方 F 比率 压边力 3 a 空白偏移距离 3 a 错误 9 总计 15 a表示 至少 99％的 准确 度 图 11 指 出可行的成形性图 由 上述 程序确定。 在 图 11中可以观察到 ， 随着坯料偏移距离和压边力的增加， 断裂区域增大，皱纹 区域减少。 原因是 由于 随着坯料偏移距离和压边力增加，摩擦力增加，导致 过度拉伸应力 发生在 坯料 的 边缘。 图 11 悬架冲压的可行的 成形性图 轮罩 轮罩 的冲压过程 被认为是第二个案例 的 研究。 轮罩 的结构 和剖面图 见 图 12。 图 13 显示了 轮罩 冲压过程分析的有限元模型。 这项研究 使用的材料是冷轧钢板， 即 毫米厚度 CQ 级的 高档斯佩克 钢。 这种材料 的 性质研究 总结 在 表 6中。 图 12 驾驶室 的结构和 剖面图 图 13 轮罩 冲压的 有限元建模 表 6 斯佩克 的物理 性能 特性 值 板料厚度， 吨 （毫米） 屈服强度， YS（兆帕） 拉伸强度的 TS（兆帕） 刚度系数 ， K（兆帕） 加工硬化系数， 241。 兰克福德 值， ř ř 0 = ， ř 45 = ， ř 90 = 摩擦系数， μ 压边力， BHF（吨） 40 可以预见的是， 160 毫米大拉的深度和厚度小的材料可能导致 最终产品的皱 纹。 因此，工艺 流程 设计 集中于工艺参数的决断上去生产 没有缺陷的 健全的产品。 该 斯佩克 的 荧光检测 是 从一个类似 的实验中获得的。 其结果绘制 在 图14 中。 图 14 斯佩克 的 成形极限图 图 15 轮罩 冲压的初始坯料设计 根据 图 4的流程 ， 一个 860 610 毫米长方形 坯料 是用来设计 初始坯料的。 在最终产品 轮廓上， 目标轮廓被定义为一个统一修剪宽度 为 30 毫米 的外形。 有限元仿真 在 表 4 所列条件下进行。 在 该 有限元仿真 中 ， 坯料 压边力和摩擦系数 分别 假定为 40 吨和。 图 15 显示了轮廓变形和目标 的比较。 如图 15b 所示，当形状误差 在 修改后的 坯料公差范围之内 ， 这个 形状 就作为初始坯料形状。 要估计是否会出现 褶皱 ， 在有 限元仿真首先执行 的 条件下，其中 的初始坯料按 形成一个最大偏移力距离为 30 mm，最大压边 力 70吨的能力范围内给予。 在图 16a中可以看出 拉延筋被用来 提供 给坯料 一个附加约束力 ，因为 由于严重扭曲坯料 元素在 边缘 皱纹。 图 16b显示了 拉延筋对产品的破坏形状。 这个数字表明，除了对 发生 破裂 的预测 ， 皱纹 的 风险 消除了。 因此， 工艺参数 ，如 坯料 压边力，坯料 偏移距离， 拉延筋的形状， 应选择 适当 ，以 生产没 有 皱纹 和裂纹的 完善 的 产品。 图 16 轮罩 有限元分析 （压边力： 70 吨， 坯料 偏移距离： 30毫米） 坯料 压边力， 偏移距离， 以及拉延筋形状 被认为是 驾驶室冲压的工艺参数。 如 图 2所示 ， 一个台肩的拉延筋受制于 这项研究 中 ，并 且 各种 不同 高度 （ h）和肩半径（ r） 的 拉延筋 是多种多样的。 被 审议过 的工艺参数及 他们的 等级 列于 表7 中。 该工艺参数 被分配在 L27(313)正交阵列（ OA）的 试验设计 表中， 见 表 8。 OA表中 每个组合 的有限元被 执行。 破裂 和皱纹的特征值 在 荧光检测 和 有限元仿真 的基础上被计算出。 结果列于 表 8 的 第 6 和第 7栏。 进行 变量 分析，以确定 轮罩 破裂和 皱纹 特征值的工艺参数。 坯料压边力和 拉延筋 高度 (BHFH) 与半径之间的 相互作用被 考虑在内 是因为压边 和拉延筋的变化有关。 如 表 9和 表 10 所列出的 ，该相互作用对破裂和起皱有一些 小的影响 被 集中在错误 栏里。 进一步 的 影响汇集列表明，只有三个 工艺参数 是真的 对 车轮断裂 和 皱纹的变化特征 起主要作用。 应用神经网络训练，以便 在全部工艺参数变化范围内 找到一个特征值的所有组合。 可行的成形性图可在 神经网络 培训 结果 的基础上确定，如 图 17。 自从 四个 工艺参数 被认 可为 可行的成形性 图 描述 后 ，该图 就 由一个立体 结构所描述 ，其中一个工艺参数 ， 例如拉延筋的 肩 半径 ，在 图 17a 中被确定。 图 17bd显示了 在 高度 不变的拉延筋下的 可行的成形 性 图。 表 7 轮罩 冲压的工艺参数等级 等级 变量 压边力（吨） 坯料 偏移距离（毫 米） 拉延 高度（毫米） 拉延 半径（ mm） 1 50 0 3 2 2 60 15 4 4 3 70 30 5 6 表 8 轮罩 冲压的 L27(313)正交表 和有限元仿真 结果 试用号 工艺参数 有限元仿真 压边 力 坯料 偏移距离 拉延 高度 拉延 半径 断裂（ Ff） 皱 纹 （ Fw） 1 1 1 1 1 2 1 1 2 2 3 1 1 3 3 4 1 2 1 2 5 1 2 2 3 6 1 2 3 1 7 1 3 1 3 8 1 3 2 1 9 1 3 3 2 10 2 1 1 1 11 2 1 2 2 12 2 1 3 3 13 2 2 1 2 14 2 2 2 3 15 2 2 3 1 16 2 3 1 3 17 2 3 2 1 18 2 3 3 2 19 3 1 1 1 20 3 1 2 2 21 3 1 3 3 22 3 2 1 2 23 3 2 2 3 试用号 工艺参数 有限元仿真 压边 力 坯料 偏移距离 拉延 高度 拉延 半径 断裂（ Ff） 皱 纹 （ Fw） 24 3 2 3 1 25 3 3 1 3 26 3 3 2 1 27 3 3 3 2 表 9 轮罩 冲压 断裂特性 的 方差分析表 参数 平方和 自由 度 均方 F 比率 压边力 2 b 坯料 偏移距离 2 b 拉延 高度 2 b 拉延 半径 2 交互作用 压边力 x ħa 4 压边力 x řa 4 错误 错误 10 Ep. 20 总计 26 注： 示汇集错误 a表示轮流检测 b 意味着至少 99％的 准确度 表 10 轮罩 冲压 皱纹 特性 的 方差分析表 参数 平方和 自由度 均方 F 比率 压边力 2 坯料 偏移距离 2 参数 平方和 自由度 均方 F 比率 拉延 高度 2 拉延 半径 2 互动效应 压边力 x ħ a 4 压边力 Ra 4 错误 错误 10 Ep. 20 总计 26 注： 示汇集错误 a 表示轮流检测 b 意味着至少 99％的 准确度 图 17 驾驶室冲压的可行的 成形性图（ 拉延筋 肩半径： 4毫米） 图 17 阐明随着坯料偏移距离，压边力，拉延筋高度和拉延半径的增加， 断裂区域增大，皱纹 区域减少。 原因是过度拉伸应力发生在 坯料 的 边缘。 可以 从 图11 和 图 17看出 ，在 可行的成形 图 的安全区 内选择 工艺参数 是有效的，适合于 给定条件的 实际 冲压 流程设计 ， 如 冲压能力 ，工具磨损，修整宽度 等应 考虑 的因素。 为了证明 通过可行的成形性图 设计 的 工艺流程 的 正确 性，真正的产品，如 悬架和 轮罩 ，都 记录 在断裂和皱纹以及安全区域的 工艺条件下。 实验的 冲压 工艺条件 作为 图 11 和 图 17ac 点被表示出， 300 吨和 1200 吨 位的压力机被分别 用于 悬架和驾驶室的冲压实验。 图 18 和 图 19 显示的初始 坯料，以及悬架和 轮罩 的 上下 实验 冲 模。 初始坯料被 直径 毫米的圆形 方格图 所标记 ， 以 便 通过 ARGUS软件 [18]测量冲压后的应变 ， 如 图 18和 图 19。 图 18 用于悬架冲压试验的 初始毛坯和模具 图 19 用于 轮罩 冲压试验的 初始毛坯和模具 悬架和 轮罩 的冲压实验结果 显示在 图 20 和 图 21。 这些数字表明，可行的成形性 图很好地 预测 了最终产品的 皱纹和 破裂。 安全区域的 有限元仿真和 实验结果定量比较 显示在 图 22 和 图 23。 从这些数字 中可以看出 ，有限元 仿真的结果与 试验 得出的结果高度 一致。 因此， 证 实 了通过可行的成形性图的 进行的冲压流程设计 是有效的， 与 实际 冲压 过程 吻合。 图 20 悬架冲压实验结果 图 21 轮罩冲压实验结果 图 22 安全区内悬架冲压的 图 23 安全区内轮罩冲压的 实验和 实验和有限元分析 之间的比较 有限 元分析 之间的比较 冲压 实验结果表明，可行的成形性图表示 出 无缺陷 无 断裂和挖角的 安全 区。 这是重要的结论，特别是 对于实际的 冲压 流程 设计，其中的 张力 受制于坯料尺寸 ，压边力和拉延筋的形状。 坯料 压边力，偏移距离和 拉延筋 高度 越大 ， 坯料受到的压力越大。 较高的 压 力增加 了 主要 应变 ，减少 了 产品 边缘的 起皱。 这是，换句话说，表明较高的 压力作用于 成形极限 引起了产品的 破 裂。 在实际过程中，这些 错误可能是发生在 可行的 成形性图 安全区 与 皱纹断裂区的 交界处。 考虑到误差的概率， 临界 安全 受制于每一个破裂特性。 适宜的安全系数是必要的，因为它减少了可行的成形性图的安全区。 该 冲压 进程 会被 局部缩颈和撕裂 限制。 对于柔软薄板 它也有可 能在 颈缩 区或者之前确定 的。 但这 在 CQ级钢 [19]金属 板材成形 中是 不常见的。 在这项研究中，这些 破裂在可行的 成形性图 破裂特性中没有被考虑。 然而， 冲压 工艺设计采用具有高 n值和低断裂应变 的 需要额外的断裂特性 高强度钢 ，其在颈缩前可以估计出。 它的设计方法仍然是今后 的 工作。 在 这项研究 中 一个通过可行的成形性图 的冲压流程设计 已经 被 提出了。 在有限元 仿真结果和所提出的手段的实验结果的基础上，可以得出以下结论。 （ 1）有限元仿真和 设计实验 以及人工神经网络已用于描述可行的成形性图。 该 可行的成形性图 被主要工艺参数 ，如初始 坯料 形状，压边力，拉延筋的形状 同时考虑 ，这些都与 冲压 过程 有关。 （ 2） 自从用 可行的成形性图表示的断裂和褶皱地区以及作为 工艺参数 所有组合的安全区域 以来 ，它可以 表 明 在图表安全区工艺参数的 选择可能 生产 完善的产品。 （ 3）可在可行的成形性图 看出 ， 随着坯料偏移距离，压边力，拉延筋高度和拉延半径的增加，由于 过度拉伸应力发生在 坯料 的 边缘， 断裂区域增大，皱纹 区域减少。 （ 4） 该 方法成功地应用于工业的案例研究，例如 悬架和轮罩的 工艺设计。 从有限元仿真和实验结果的比较表明，通过可行的成形性图的 冲压 流程设计 是很有效的 ， 适合于 给定条件的 实际 冲压 流程设计 ，如 冲压能力 ，工具磨损，修整宽度等应 考虑 的因素。 致谢 这项研究在财政上 得到 知识经济部（知识经济部）和韩国产业技术基金会（ KOTEF）通过人力资源培训项目的战略技术 支持 ，并通过 由教育部，科学技术在 20xx 年 (MEST)提供的 韩国国际 科技 交流财团 (KICOS)的赠款（第 K2060111114 08E0100 00410）。 参考文献 [1] 郭， ， ， ， 和 ， 《最新简化的逆算法钣金成形分析和优化设计 发展》 20xx 年 [2] 佩 ， 和 ，《 利用数值模拟的 板材冲压成形 过程的优化设计》 20xx 年 [3] ， ， 《 汽车的金属板材 同时设计与制造的有限元模拟》 ，20xx 年 [4] ， 《 金属板料冲压成形过程 的 计算机辅助分析 与设计 ：第一部分 有限元建模的概念 》 ， 20xx 年 [5] ， 和 ， 《 基于 汽车 成员 冲压设计参数的仿真研究》 ， 20xx 年 [6] 和 ， 《 汽车模具使 的 有效自动 优化 设计 方法 》 ， 20xx年 [7] 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