摘 要

汽车覆盖件是车身的重要组件，因为其空间尺寸大、曲面复杂、冲压深度不同且外观、形状、表面精度的要求较高，使其生产复杂困难。基于CAE仿真的数值模拟实验为获得优化的加工工艺提供了便利条件。

本文总结了CAE技术在汽车覆盖件设计领域的发展过程和现状，讨论了汽车覆盖件加工成形的基本特点和主要缺陷。在其加工过程中，选取冲压工序作为研究对象，应用AUTOFORM软件模拟了左右后轮罩里板的压力加工过程。通过对不同摩擦系数、拉延筋阻力和压边力下零件成形质量的研究，探讨其影响规律。针对覆盖件拉延结果，结合板料成形工艺特点，并应用正交实验方法获得优化的零件生产工艺参数。对汽车覆盖件冲压成形具有参考价值。

关键词: 汽车覆盖件；冲压；优化

ABSTRACT

Automotive panel is an important component of the body, because of its large size, complex surface, different stamping depth and appearance, shape, surface accuracy requirements, making it difficult and complex to produce. The numerical simulation experiment based on CAE simulation provides a convenient condition for the optimization of the processing technology.

This paper summarizes the development process and present situation of CAE technology in automobile panel design, and discusses the basic characteristics and main defects of automobile panel forming. Among the machining’s process, the stamping process is selected as the research object. The AUTOFORM software is used to simulate the pressure process of the left and right rear wheel housing. Based on the different coefficient of friction, drawbead and the quality of forming parts of BHF under study, to explore it’s influence .According to the drawing results, combined with the characteristics of the sheet forming process, and the application of orthogonal experiment method to obtain the optimization parameter of the parts production process. It has reference value for stamping forming of automobile panel.

Key Words： automobile panel; stamping; optimization

目 录

第1章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2国内外板料成形数值模拟发展现状 1

1.21国外发展历程 1

1.22国内的发展现状 2

1.23板料数值模拟技术的发展趋势 2

1.3本文的主要内容 3

第2章成形分析及软件介绍 4

2.1 汽车覆盖件冲压成形模拟基础理论 4

2.1.1汽车覆盖件的成形特点 4

2.1.2有限元法及成形极限图 5

2.1.3屈服理论 6

2.1.4正交实验法 8

2.2 AUTOFORM软件介绍 9

第3章 左右后轮罩里板冲压模拟 10

3.1 数值模拟过程 10

3.1.1 左右后轮罩里板模型的导入 10

3.1.2 添加工序，定义压料面、冲压方向 10

3.1.3 板料形状的确定： 11

3.1.4 板料的种类： 11

3.1.5 材料厚度的确定 11

3.1.6 工具定义 12

3.1.7 拉延筋的设置 13

3.1.8 定义摩擦系数 14

3.1.9 冲压过程的设置： 14

3.2 选定正交实验参数 15

3.2.1 压边力的影响 15

3.2.2 摩擦系数的影响 18

3.2.3 拉延筋的影响 21

4.1 确定实验方案 26

4.2 正交实验的分析和优化 26

第5章 总结 29

参考文献 30

致谢 31

第1章 绪论

汽车覆盖件仿真模拟是借助计算机辅助设计技术对板料成形过程进行模拟。冲压工序在加工过程中对板料的成形质量影响很大。在CAE软件如ATUOFORM中得到的结果可以为实际生产提供参考。

1.1课题研究背景

汽车工业在世界范围内已成为一个重要的产业，在今日中国汽车已经普及到千家万户，这归功于中国汽车工业的成长。据中国汽车工业协会统计数据显示，2016年一季度，汽车产量为659万辆销售652.7万辆，同比增长6.2%和6%百分点；乘用车生产570.2万辆，销售566.9万辆，同比增长7.3%和6.8%百分点；商用车生产88.8万辆，同比下降0.3%百分点，销量85.8万辆，同比增长1.2%百分点。繁荣的市场加剧了各品牌厂家间的竞争，车辆美观的造型成为消费者重要购买依据。而车身的重要组件就是汽车覆盖件^[3]。不同一般的冲压零件,通常其材料更薄、 形状更复杂、结构尺寸相对大和质量要求比较高等特点，成形过程应力应变分布情况复杂.影响成形质量的因素也很多，例如冲压速度、压边力、润滑条件、拉延筋设置等。鉴于其重要性，各国企业纷纷投入更多人力物力开展汽车覆盖件生产制造工艺的研究。合理的成形工艺必定是考虑了质量、成本、生产效率、模具寿命的最优的工艺方案。在其制造工艺方面，国内外学者对板料成形的性能及其影响因素进行了大量研究，但是，汽车覆盖件由于形状复杂，不加区别的应用以上的结论难以达到工艺要求，往往不可避免反复试模和修模的过程，这样延长了制造周期、增加成本。随着计算机技术应用和发展及有限元方法愈加成熟，为解决上述问题提供办法^[1]。数值模拟成为了当前板材冲压成形中最基础的方法。如今几乎所有的汽车厂在制造汽车覆盖件模具前都要经过计算机模拟实验^[6]。其作用十分显著，既节省了模具试制的费用，还可减少整个周期一半时间以上。常用的数值模拟CAD/CAM软件如UG、PRO/E等^[2]，在建立的模型下运行软件便可以准确模拟产品设计、制造、检验全过程以及评估汽车覆盖件模具工艺可行性等。

1.2国内外板料成形数值模拟发展现状