汽车车身覆盖件设计制造技术

1毕业论文院系名称合肥工业大学2014年03月29日设计题目汽车车身覆盖件设计制造技术学生姓名学号专业班级2012级汽车运用技术指导教师2目录第一章引言............................................................51.1汽车冲压模具的现状和发展........................................51.2数值模拟软件Dynaform及其特点...................................61.3产品介绍........................................................9第二章汽车覆盖件冲压工艺设计.........................................102.1冲压件工艺性分析................................................102.2原材料的选定与备料..............................................112.3分析、比较、确定工艺方案........................................112.4冲压方向调整....................................................132.5压料面设计及工艺补充面构建......................................162.5.1压料面设计...................................................162.5.2工艺补充面构建..............................................192.6拉延筋的设置...................................................21第三章覆盖件冲压质量控制.............................................233.1起皱...........................................................233.2起皱的预测和消除...............................................243.3开裂...........................................................243.4开裂的预测和消除...............................................25结论..................................................................25致谢..................................................................25参考文献..............................................................263汽车车身覆盖件设计制造技术摘要：汽车车身覆盖件冲压件的质量主要包括冲压件的尺寸符合率和外观质量，其中冲压件的外观质量直接决定汽车车身的外观质量和车身强度，并对整车装配有着重要的影响。因此冲压件外观质量缺陷的控制与预防对整车质量有着重要的意义。冲压件的外观品质主要受产品设计和过程开发两个阶段的影响，本文主要阐述了汽车车身覆盖件设计制造技术及前期准备工作，并从工艺制定阶段做出相应的预防与控制手段。关键词：工艺方案、车身品质、冲压件外观质量4Abstract:Thequalityofautomobilecoveringpanelsisdeterminedbypanels'dimensionalaccuracyandsurfacequality.,whichstampingsappearancequalitydirectlydeterminesthequalityoftheappearanceofthecarbodyandbodystrength,it’salsoanimportantinfluenceofthevehicleassembly.Soitisgreatsignificancetocontrolandpreventthestampingsappearancequalitydefectiveforthecompletevehiclequality.Thestampingsappearancequalityismainlyaffectedbytheimpactofthetwostagesofproductdesignandprocessdevelopment,Thisarticlemainlydiscussesthedesignandmanufacturetechnologyofautomobilecoveringpanels.Somepreparativemeasuresaremadetopreventdefectwhenplanningprocess.Keywords:technologicalprocess，qualityofthebody，thestampingsappearancequalitydefect5第一章引言1.1汽车冲压模具的现状和发展随着汽车行业的迅速发展，汽车覆盖件的形状越发复杂，结构尺寸变化更大，且表面质量要求越来越高。仅凭借前人或自己总结的经验已经很难满足这些难度日益增加的零件的成形工艺要求，往往需对模具进行反复试模和修模，从而造成大量地人力、财力、物力的浪费。随着计算机技术的高速发展，冷冲模具CAE分析软件正在日益发展，尤其是冲压模拟软件的开发和应用Dynaform。利用数值模拟的方法对板料成形过程进行计算机仿真，以替代实际试模，可以检查零件的几何模型并预测开裂、起皱和回弹，优化工艺参数，为覆盖件的工艺和模具设计提供可靠和合理的指导。本文以汽车车门内板为例，详细说明了汽车覆盖件模具设计制造技术的过程。自改革开放以来，市场对模具的需求量不断增长，我国模具行业在世界模具工业高速发展的大环境下的发展也是突飞猛进。2003年我国模具产值达到450亿元人民币，约折合50多亿美元，按模具总量排名，中国紧随日本、美国之后，位居世界第三。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近些年，我国的模具技术有了很大的提高，生产的模具有些已接近或达到国际水平。但是总的来看，由于创新能力弱，行业关键技术难以突破，使得我国模具行业长期以来面临着“低端竞争、高端进口”的尴尬局面。我国技术含量低的模具已供过于求，市场利润空间狭小，而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应国民经济发展的需要，精密、复杂的冲压模具和塑料模具、轿车覆盖件模具、电子产品模具等高档模具仍有很大一部分依靠进口，这表明我国冲压模具发展存在有巨大潜力，并且我国模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。在我国，冲压行业大而分散，其中，大规模的冲压生产企业又大多集中在汽车生产领域。所以汽车冲压在冲压行业中居于重要地位。另外，汽车覆盖件模具在冲压模具中具有很大的代表性，模具大都是大中型，结构复杂，技术要求高。汽车工业的发展为汽车模具业的发展提供了极大的市场机遇，在汽车工业的带动下，汽车覆盖件模具市场需求量大大增加。一汽模具制造有限公司、东风汽车模6具有限公司、天津汽车模具有限公司、四川成飞集成科技股份有限公司等四大模具厂已具备了大中型汽车覆盖件模200万左右工时的能力，新涌现的普什模具有限公司、北京比亚迪模具有限公司、哈尔滨哈飞汽车模具有限公司、跃进汽车集团南京模具装备有限公司、上海千缘汽车车身有限公司等20多家汽车覆盖件模具企业的生产能力也不断提高，他们是当前行业的主力军，虽然这些企业发展很快，技术水平也有很大提高，但是在汽车覆盖件模的设计、生产和制造上依然不能满足需要。从设计技术来说，发展点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用，特别是板材成形过程的计算机模拟分析技术。板材CAE分析软件则应横向拓展，纵向深化和多维感知的扩展。在持续提高效率的同时，不能忽略“创新体系”，否则，我国的冲压模技术只能对世界亦步亦趋，没有自己的发展。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，许多研究机构和各大院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。1.2数值模拟软件Dynaform及其特点Dynaform是由美国ETA公司和LSTC公司联合开发的用于板料成形模拟的专用软件包，可以帮助模具设计人员显著减少模具开发设计时间、试模周期和费用，是板料成形模具设计的理想CAE工具，它不但具有良好的易用性，而且包括大量的智能化自动工具，可方便地求解各类板料成形问题。Dynaform可以预测成形过程中板料的裂纹、起皱、减薄、划痕、回弹，评估板料的成形性能，从而为板成形工艺及模具设计提供帮助；Dynaform专门用于工艺及模具设计涉及的复杂板料成形问题；Dynaform包括板成形分析所需的与CAD软件的接口、前后处理、分析求解等所有功能，它集成了Dynaform本身功能强大的前处理功能和ETA-POST后处理软件以及LSTC公司开发的有限元动力显式求解器960和970。（一）Dynaform软件包主要由三部分组成（1）Dynaform前处理器Dynaform具有功能丰富的前处理功能。首先，它具有强大的图形文件导入功能，能够方便而无数据丢失地读入IGES格式文件以及UG、Pro-E、Catia等主流CAD软件的图形文件，同时用户也可以在Dynaform中很方便地创建点、线、面等几何模7型。做到从导入几何模型开始到计算结果的获得，无须用户再借助其他工具就可以方便地完成。其次，DYNORM具有强大的网格自动剖分功能。它不但可以得到高精度的工具网格，也可以产生出用户所需的四边形网格和三角形网格。用户只需要输入简单的控制参数就可以快捷地获得复杂几何曲面网格，并且得到的网格质量非常高，使用户无须花费更多的时间对网格进行再修复，节省了大量的时间。再次，Dynaform中的最具有特色的DFE(DieFaceEngineering)模块，方便模具设计人员对模具进行设计。用户只需要导入产品曲面，DFE模块可以完成网格剖分、网格边界自动光顺、对称的定义、法兰的展开、冲压方向的调整、内部孔洞的自动补充、各种复杂压料面的产生、压料面的裁减、各种工艺补充面的设计、拉伸筋的设计和网格划分、载荷曲线的定义、模具的定位等一系列功能。方便用户在得到分析结果后对产品零件进行反复修改的操作过程。最后，Dynaform中的BSE(BlankSizeEngineering)模块，可以帮助用户快速地设计出坯料的形状，并且根据用户的要求提供各种实际应用中常用到的排样结果报告，做到充分利用材料，提高材料利用率，节省成本。同时，最新增加的MSTEP模块，采用国际上最先进的有限元逆算法，作为Dynaform的快速求解器，可以在产品设计的初级阶段为用户提供初步的可行性分析。这样就弥补了LS-DYNA计算时间长的不足。（2）Dynaform后处理器ETA--POST是ETA公司开发的一款专门针对Dynaform的后处理软件。它可以方便用户直观地得到求解结果。用户可以用云图显示板料变形后的应力、应变信息，材料的厚度分布信息等。用户可以通过定义任意截面，得到截面上的各种结果信息。在ETA-POST中新增加的GRAPH模块，使用户可以利用曲线图表功能来显示拉伸过程中各种参数随时间变化的曲线，如界面力的变化曲线、拉伸筋阻力的变化曲线、