車身外覆蓋件與沖壓控制成形面方法畸變研究缺陷的評價.pdf

1、面畸變缺陷是指零件在成形和裝配過程中產生的表面局部起伏（凹凸），其起伏高度一般在幾十到幾百微米之間。面畸變缺陷廣泛分布在車門、頂蓋、行李箱蓋等車身外覆蓋件，對整車外觀質量具有很大的影響。伴隨著國民經濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，汽車行業(yè)競爭日益激烈、消費者對汽車的質量要求也越來越高。面畸變缺陷也因此受到越來越多的關注和重視。
　　當前，面畸變缺陷已成為車身外覆蓋件生產中最主要和最難解決的質量問題之一。調研結果顯示：車身外覆蓋件70

2、％～80%的質量問題來自于面畸變缺陷。本文在借鑒國內外已有研究的基礎上，就車身外覆蓋件沖壓成形面畸變缺陷的評價方法、形成機理、影響規(guī)律和模面優(yōu)化設計等問題展開研究。研究成果主要集中在以下幾個方面：
　　（1）建立面畸變缺陷的檢測與評價體系
　　設計一款小曲率、淺拉深、具有反向拉深特征的車門把手特征件及其鑲塊式模具，實現(xiàn)試驗條件下面畸變缺陷的穩(wěn)定而可靠的重現(xiàn)；制定面畸變缺陷測量方案，包括：測量設備、測量位置及相關測量參數的選定

3、；從局部偏差的概念出發(fā)，建立零件面畸變評價指標；開發(fā)相應的數值計算算法，實現(xiàn)對缺陷的自動識別與評價；將面畸變缺陷量化評價結果與油石打磨結果進行配比，確定面畸變缺陷的臨界值,提出面畸變缺陷工程評價判據。
　?。?）揭示面畸變缺陷的形成機理
　　分析有限元建模參數對面畸變缺陷數值模擬精度和效率的影響，分析各種面畸變缺陷可視化方法的優(yōu)缺點和適用范圍；基于數值模擬結果，分析了面畸變缺陷的形成過程，研究結果表明：合模狀態(tài)下，零件的面畸

4、變缺陷是很輕微的；面畸變缺陷主要是形成于零件的回彈過程；從面畸變缺陷的局部受力狀態(tài)和變形特點對面畸變缺陷的力學機理進行分析，指出拉彎變形不充分、彎曲與反彎曲效應、壓應力失穩(wěn)現(xiàn)象是引起薄板沖壓成形面畸變缺陷的力學機理。
　?。?）分析面畸變缺陷的影響規(guī)律
　　討論了工藝條件、板材性能及零件幾何特征等設計與制造因素對面畸變缺陷的影響規(guī)律：增加壓邊力、設置模具拉延筋、合理設計坯料形狀等方法有利于減輕面畸變缺陷；較大的彈性模量和板材

5、厚度、較低的屈服強度和硬化行為有利于減輕零件在沖壓成形中的面畸變缺陷；零件曲率半徑過大、反向拉深左右耳過長、反向拉深內部鼓包等幾何特征都會加劇面畸變缺陷；分析了面畸變缺陷對于零件抗凹性能的影響：當面畸變缺陷與零件的低階屈曲模態(tài)相近時會誘發(fā)抗凹失穩(wěn)現(xiàn)象，使零件喪失抗凹性能。
　?。?）提出面畸變缺陷的模面補償方法
　　將回彈補償的理念引入面畸變缺陷控制，提出了一種改進的位移調整法用以面畸變缺陷的模面補償設計。采用該方法對兩個典

6、型的面畸變特征件進行了面畸變缺陷模面補償設計。補償結果表明：所提出的面畸變缺陷補償方法可以有效地將零件的面畸變缺陷降低至工程應用所允許的范圍。本文針對車身外覆蓋件沖壓成形中所遇到的面畸變缺陷，搭建了面畸變問題的試驗研究和數值模擬研究平臺，建立了面畸變缺陷的評價體系，揭示了形成面畸變缺陷的力學機理，分析了工藝條件、板材性能、零件幾何特征、零件抗凹性能與面畸變缺陷之間的影響規(guī)律，并提出了一種面畸變缺陷的模面補償方法。論文研究成果為車身外覆蓋