可控拉深筋高強(qiáng)度鋼板盒形件拉深成形工藝研究.pdf

1、板料成形是一種十分重要的金屬塑性加工方法，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航空、航天等領(lǐng)域。汽車(chē)工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，它是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志。近年來(lái)世界汽車(chē)工業(yè)面臨三大問(wèn)題：能源、公害和安全，這些要求使得在車(chē)身上采用高強(qiáng)度鋼板代替普通鋼板成為必然趨勢(shì)。高強(qiáng)度鋼板可以減輕汽車(chē)重量并增加安全性，但由于其自身材料特性，存在的最大問(wèn)題是成形性能差和回彈較大。當(dāng)今國(guó)內(nèi)外大多數(shù)學(xué)者主要采用變壓邊力技術(shù)、熱成形和液壓成形技術(shù)來(lái)控制高強(qiáng)度鋼板成形

2、質(zhì)量。本文提出一種新的成形工藝方法——可控拉深筋技術(shù)，以提高高強(qiáng)度鋼板成形性能。目前國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有相關(guān)的研究，國(guó)外僅美國(guó)密西根科技大學(xué)對(duì)可控拉深筋技術(shù)有初步研究。
　　 本文首先分析半圓形直球頭固定拉深筋與間斷式拉深筋對(duì)盒形件拉深成形的影響規(guī)律，從而提出通過(guò)可控拉深筋技術(shù)來(lái)提高高強(qiáng)度鋼板成形性能。利用數(shù)值模擬軟件Dynaform建立可控拉深筋JAC590Y高強(qiáng)度鋼板盒形件的拉深成形有限元模型，設(shè)計(jì)了6種不同截面和端部形狀的可控拉深筋

3、及3種不同拉深筋運(yùn)動(dòng)路徑方式。采用正交設(shè)計(jì)確定試驗(yàn)方案，以高強(qiáng)度鋼板成形極限圖作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合最優(yōu)化理論，分析不同可控拉深筋及其運(yùn)動(dòng)路徑對(duì)盒形件成形性能的影響。得到以下結(jié)論：
　　 獲得了不同可控拉深筋路徑下的極限拉深深度，確定了路徑2即上升——停止——下降為最優(yōu)運(yùn)動(dòng)路徑及其最優(yōu)組合，其中6種不同可控拉深筋最優(yōu)路徑下各試驗(yàn)組得到的最大極限拉深筋深度與固定5mm拉深筋相比分別提高了25％、10.34％、31.51％、12.85％

4、、20.80％、10.01％，并通過(guò)極差分析得到最優(yōu)路徑下主要影響因子為H1和H2。在最優(yōu)路徑下，6種可控拉深筋作用下的凸模拉深力和可控拉深筋阻力從拉深成形開(kāi)始增加速率大到隨后增加速率小，最后開(kāi)始下降。研究表明不同可控拉深筋路徑對(duì)盒形件側(cè)壁和凹模圓角部位的應(yīng)變路徑影響不大，而對(duì)凸模圓角處的影響較為顯著。最后通過(guò)GA-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與拉丁超立方抽樣法相結(jié)合構(gòu)建了可控拉深筋主要影響因子H1和H2與極限拉深深度之間的響應(yīng)面。
　　 為了

5、驗(yàn)證有限元結(jié)果的正確性，從而設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)和分析。基于可控拉深筋運(yùn)動(dòng)原理設(shè)計(jì)了可控拉深筋高強(qiáng)度鋼板盒形件拉深實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)裝置分為模具結(jié)構(gòu)、杠桿機(jī)構(gòu)、液壓及電氣控制系統(tǒng)四部分。
　　 最終將可控拉深筋成形規(guī)律運(yùn)用到高強(qiáng)度鋼板汽車(chē)覆蓋件的拉深成形模擬中，以汽車(chē)引擎蓋邊板為研究對(duì)象，同樣選擇JAC590Y高強(qiáng)度鋼板。通過(guò)模擬結(jié)果分析得到零件最小厚度值的變化幅度最為明顯。然后選取兩不同試驗(yàn)組下整個(gè)零件厚度分布進(jìn)行了分析，驗(yàn)證