助力器壳体冲孔翻边参数预测及优化设计仿真

发布时间：2017-08-03 03:10

  本文关键词：助力器壳体冲孔翻边参数预测及优化设计仿真

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【摘要】：真空助力器是汽车制动系统的主要组成部分之一,其前壳体尺寸要求精度高,外形复杂,对成型后零件的强度及壁厚有着严格的要求。尤其前壳体中间翻孔部位,因其与制动主缸密封连接,且需保证与主缸连接后起到密封的作用,对其尺寸精度要求更高。传统前壳体冲压成形采用修正公式计算进行工艺排布,通过日积月累的经验进行模具设计并进行反复试模,不仅模具开发周期长,而且模具前期投入成本高,很难设计完成最优工艺路线。随着计算机技术的飞速发展,数值模拟技术在板料冲压成形中得到广泛应用,为冲压工艺排布及模具设计提供有效途径。通过数值模拟技术对前壳体的冲压成形过程进行仿真分析,可以对板料成形过程中可能出现的折皱、破裂、变薄及回弹等工艺缺陷进行预测分析,并且对其加以改进优化。利用数值模拟技术可有效减少试模次数,并且优化模具结构及工艺参数,使产品冲压加工方案更加合理,大幅减少了新产品的研发周期,降低研发成本,提升产品质量及市场竞争力。本文使用AutoForm软件对助力器前壳体冲压拉深成形及主缸孔处冲孔翻边工序进行数值模拟分析。首先通过工艺计算确定前壳体冲压过程中的拉深系数、冲孔翻边高度、毛坯直径、冲裁力、拉深力及压边力,为数值模拟工艺参数设置提供原始数据。使用三维设计软件建立初始模型,利用IGES格式将数学模型导入AutoForm软件中,通过对模拟结果的分析研究,完成助力器前壳体冲压拉深成形及主缸孔处冲孔翻边工序的工艺优化,实现工艺复合完成,从而提高产品质量。设计完成前壳体冲孔翻边复合模具,系统阐述在冷冲压加工过程中的切边冲孔毛刺、划痕及刮伤、起皱、破裂、回弹、滑移线、变薄、翻口材料堆积等助力器前壳体生产过程中常见的冲压缺陷,并对相应缺陷提出相应的解决控制对策,提高前壳体产品质量,对其他零件冲压拉深成形过程的工艺排布及模具设计具有重要意义。
【关键词】：助力器前壳体 冲压成形 冲孔翻边 数值模拟 模具
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 引言10-13
• 1.2 金属塑性成形技术概述13-14
• 1.2.1 有限元分析法13-14
• 1.2.2 金属塑性成形发展概述14
• 1.3 板材冲压成形数值模拟技术国内外发展现状14-16
• 1.4 AutoForm软件简介16-17
• 1.4.1 AutoForm软件算法16
• 1.4.2 AutoForm的特点16-17
• 1.5 本文主要研究内容17
• 1.6 本章小结17-18
• 第2章 板材冲压成形理论及数值模拟技术18-28
• 2.1 金属材料有限元理论18-22
• 2.1.1 非线性金属板材屈服准则18-19
• 2.1.2 塑性硬化和塑性流动19-20
• 2.1.3 金属材料本构关系20-22
• 2.2 应力与应变的关系22
• 2.3 单元理论22-23
• 2.3.1 单元类型及选择22-23
• 2.3.2 壳单元结构理论23
• 2.4 数值模拟分析的求解算法23-25
• 2.5 网格自适应技术25
• 2.6 接触力及摩擦力的计算25-26
• 2.6.1 接触力的计算25
• 2.6.2 摩擦力的计算25-26
• 2.7 最大减薄率26-27
• 2.8 本章小结27-28
• 第3章 助力器前壳体冲孔翻边成形工艺理论28-42
• 3.1 冲压成形理论基础28-35
• 3.1.1 冲孔工艺28-31
• 3.1.2 翻孔成形工艺31-35
• 3.2 前壳体的成形特点及冲压工艺要求35-36
• 3.3 前壳体冲压成形工艺计算36-40
• 3.3.1 冲压拉深系数36-37
• 3.3.2 冲孔翻边高度计算37-38
• 3.3.3 毛坯尺寸D的计算38-39
• 3.3.4 冲裁力的计算39
• 3.3.5 拉深力及压边力的计算39-40
• 3.4 前壳体冲压成形工艺排布40-41
• 3.4.1 冲压工艺设计原则40
• 3.4.2 前壳体冲压成形工艺路线40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 助力器前壳体冲孔翻边参数预测及优化设计42-58
• 4.1 成形极限图简介42
• 4.2 前壳体数值模拟分析的前期准备42-45
• 4.2.1 CAD模型的建立及读入42-45
• 4.2.2 冲压工艺参数设置45
• 4.3 助力器前壳体成形优化设计过程45-49
• 4.4 数值模拟结果分析及参数预测49-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第5章 冲孔翻边模具设计及冲压缺陷分析58-70
• 5.1 冷冲压模具主要零部件58-59
• 5.2 冲孔翻边工序模具设计59-63
• 5.2.1 冲孔翻边工艺路线分析59-61
• 5.2.2 模具设计61-63
• 5.3 冲压缺陷分析63-69
• 5.3.1 切边冲孔毛刺63-65
• 5.3.2 划痕及刮伤65
• 5.3.3 起皱65-67
• 5.3.4 破裂67
• 5.3.5 回弹67-68
• 5.3.6 滑移线68
• 5.3.7 变薄68
• 5.3.8 翻口材料堆积68-69
• 5.4 本章小结69-70
• 第6章 结论70-72
• 6.1 总结70
• 6.2 展望70-72
• 致谢72-74
• 参考文献74-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 韩向东,陈炜;基于网络的模具CAD/CAE/CAM一体化系统的研究[J];农业机械学报;2001年06期

2 朱东波,孙琨,李涤尘,卢秉恒;板料成形回弹问题研究新进展[J];塑性工程学报;2000年01期

3 贾明华;曾宪章;阮雪榆;;冷挤压工艺刚塑性有限元数值模拟程序及其应用[J];模具技术;1987年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 刘学;助力器壳体冲压成形性能预测及优化设计仿真[D];长春理工大学;2014年

2 梅自元;车身覆盖件冲压成形仿真分析与回弹预测[D];华东交通大学;2007年

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本文编号：612378