吉林大学学报(工学版) ›› 2019, Vol. 49 ›› Issue (4): 1258-1265.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20180303

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手刹固定板冲压成形数值模拟

李欣1(),王丹1,陈军绪2,孙延朋1,谷诤巍1,徐虹1   

  1. 1. 吉林大学 材料科学与工程学院, 长春130022
    2. 一汽解放青岛汽车有限公司, 山东 青岛 266000
  • 收稿日期:2018-04-03 出版日期:2019-07-01 发布日期:2019-07-16
  • 作者简介:李欣(1980?), 女, 副教授, 博士. 研究方向:材料合成与加工工艺. E?mail:li_xin@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51101072);吉林省科技发展计划项目(20150520024JH)

Numerical simulation for handbrake fixed plate forming

Xin LI1(),Dan WANG1,Jun⁃xu CHEN2,Yan⁃peng SUN1,Zheng⁃wei GU1,Hong XU1   

  1. 1. College of Materials Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China
    2. FAW Jiefang Automobile Company Limited, Qingdao 266000, China
  • Received:2018-04-03 Online:2019-07-01 Published:2019-07-16

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68

摘要：

利用有限元模拟软件AutoForm对某车型手刹固定板进行了冲压成形数值模拟，研究了工艺参数对拉延成形质量的影响规律，并分析了原因。采用正交试验优化设计方法进一步优化了工艺参数，并进行了全工序模拟。研究结果表明：在合理设置拉延筋基础上，通过优化工艺参数能够有效控制成形件质量。最佳工艺参数条件为：压边力600 kN、凹模圆角半径6 mm、凹凸模模具间隙1.50 mm、摩擦因数0.15。通过实际实验验证了模拟结果的正确性，说明利用数值模拟可以有效指导实际生产。

关键词: 材料合成与加工工艺, 手刹固定板, AutoForm, 数值模拟, 多目标优化

Abstract:

The stamping process of handbrake fixed plate on the automobile was simulated using the finite element simulation software AutoForm, and the influence mechanism of process parameters on the drawing forming was investigated. Orthogonal experiments were used to optimize parameters and the whole process was simulated. The simulation results indicate that the quality of forming parts is improved by optimizing the process parameters on the basis of the rational design of the drawbead. The optimum condition of process parameters are blankholder force 600 kN, die radius 6 mm, die gap 1.50 mm, friction coefficient 0.15, drawbead coefficient 0.5. The correctness of the simulation results is proved by practical experiments, which means that simulation software Autoform can be applied to guide the actual production.

Key words: materials synthesis and processing technology, handbrake fixed plate, AutoForm, numerical simulation, multi?objective optimization

中图分类号: 

  • TG386

图1

手刹固定板三维模型"

图2

有限元模型"

图3

初始模拟成形极限图"

图4

最大减薄率与最大起皱评判值随压边力的变化趋势"

图5

典型F条件下零件成形极限图"

图6

最大减薄率与最大起皱评判值随凹模圆角半径的变化趋势"

图7

典型R条件下成形极限图"

图8

最大减薄率与最大起皱评判值随摩擦因数的变化趋势"

图9

典型μ条件下成形极限图"

图10

最大减薄率与最大起皱评判值随拉延筋的变化趋势"

图11

拉延筋分布及典型P条件下成形极限图"

表1

正交试验结果及结果分析表"

序列 影响因素 评判标准
A B C D 最大减薄率% 最大起皱评判值%
最佳参数组合 A3 B1 D4 C3
1 A1(400) B1(6) C1(0.13) D1(1.44) 29.8 2.3
2 A1(400) B2(7) C2(0.14) D2(1.46) 29.6 2.5
3 A1(400) B3(8) C3(0.15) D3(1.48) 28.8 2.7
4 A1400) B4(9) C4(0.16) D4(1.50) 28.7 2.5
5 A2(500) B1(6) C2(0.14) D3(1.48) 29.6 2.7
6 A2(500) B2(7) C1(0.13) D4(1.50) 29.7 2.7
7 A2(500) B3(8) C4(0.16) D1(1.44) 29.7 3.0
8 A2(500) B4(9) C3(0.15) D2(1.46) 28.7 2.8
9 A3(600) B1(6) C3(0.15) D4(1.50) 28.8 2.4
10 A3(600) B2(7) C4(0.16) D3(1.48) 29.6 2.5
11 A3(600) B3(8) C1(0.13) D2(1.46) 29.1 2.7
12 A3(600) B4(9) C2(0.14) D1(1.44) 29.3 2.4
13 A4(700) B1(6) C4(0.16) D2(1.46) 30.1 2.7
14 A4(700) B2(7) C3(0.15) D1(1.44) 30.2 2.7
15 A4(700) B3(8) C2(0.14) D4(1.50) 29.5 2.6
16 A4(700) B4(9) C1(0.13) D3(1.48) 29.9 2.5
极差 R 1 0.725 0.625 0.50 0.575 影响程度 A>B>D>C

最优

组合

 A3 B3 D4 C3
R 2 0.3 0.225 0.025 0.125 A>B>D>C A3 B1 D4 C1

图12

最佳参数组合下模拟结果与实际生产实验对比图"

图13

回弹模拟结果"

图14

实际生产手刹固定板零件图"

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