基于Dynaform的汽车侧门液压成形工艺设计及数值模拟.pdf

2 0 1 2年 9月 第4 O卷 第 1 8期 机床与液压 MACHI NE T OOL HYDRAUL I C S S e p ． 2 01 2 Vo 1 ． 4 0 No ． 1 8 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 2 ． 1 8 ． 0 1 7 基于 D y n a f o r m的汽车侧门液压成形工艺设计及数值模拟 刘军辉 ，王晖 ，叶鼎 1 ．河源职业技术学院机 电工程 学院，广东河源 5 1 7 0 0 0 ；2 ．河源职业技术学院机电工程学院， 广东河源 5 1 7 0 0 0；3 ．富士康科技集团模具生产部 ，广 东龙华 5 1 8 1 0 0 摘要针对汽车侧门在普通刚性模具中成形出现的圆角难以贴模、起皱和拉裂等缺陷，引进板料液压成形技术。设计 了主动式液压成形的模具结构 ，并分别介绍了压边圈的形状和拉深筋的布置情况，运用板料成形数值模拟软件 D y n a f o r m对 相应的分组参数进行对比模拟与优化 ，设计出合理的液压加载路径，得到了成形所需的工艺参数 ，有效地避免了产品成形 缺陷，获得了合格产品，为类似的拉深件提供了工艺参考。 关键词液压成形 ；压边圈；加载路径；有限元 ；D y n a f o r m 中图分类号T G 3 9 4 文献标识码B 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 2 1 8 0 5 6 4 Hy d r a ul i c Fo r mi n g Pr o c e s s De s i g n a nd Nu me r i c a l S i mul a t i o n t o S i de Do o r o f Ca r Ba s e d o n Dy n a f I r m UU J u n h u i ，WANG Hu i ．YE Di n g 1 ． S c h o o l o f Me c h a n i c a l E l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ，H e y u a n P o l y t e c h n i c I n s t i t u t e ． He y ua n Gu a n g d o n g 5 1 7 0 0 0， Ch i n a；2． S c ho o l o f Me c ha n i c a l El e c t ric a l En g i n e e r i n g， He y u a n P o l y t e c h n i c I n s t i t u t e，He y u a n Gu a n g do n g 5 1 7 0 0 0， Ch i n a； 3 ． Mo l d P r o d u c t i o n D e p a r t me n t ，F O X C O N N T e c h n o l o g y G r o u p ，L o n g h H a G u a n g d o n g 5 1 8 1 0 0 ，C h i n a Ab s t r a c t I n r e g a r d t o t h e d e f e c t s i n t h e o r d i n a r y r i g i d mo l d f o r mi n g o f c a r s i d e d o o r ， s u c h a s t h e fi l l e t s e c t i o n d i f fi c u l t t o fi t t h e d i e ， w r i n k l i n g a n d r u p t u r e ， t h e s h e e t h y d r a u l i c f o rm i n g t e c h n o l o g y wa s i n t r o d u c e d ． T h e a c t i v e mo l d o f h y d r a u l i c f o rm i n g s t r u c t u r e s wa s d e s i g n e d， a n d t h e s h a p e o f b i n d e r a n d t h e l a y o u t o f d r a w b a n d we r e i n t r o d u c e d r e s p e c t i v e l y ． B y t a k i n g t h e s h e e t me t a l f o rm i n g s i mu l a t i o n s o f t w a r e Dy n a f o rm t o s i mu l a t e a n d o p t i mi z e f o r t h e c o r r e s p o n d i n g g r o u p p ara me t e rs ，a n d d e s i g n a r e a s o n a b l e h y d r a u l i c l o a d i n g p a t h， t h e r e q u i r e d p r o c e s s p a r a me t e r s we r e g o t t e n ， a n d f o rm i n g d e f e c t s we r e a v o i d e d e ff e c t i v e l y ． A q u a l i fi e d p r o d u c t i s o b t a i n e d， a n d a p r o c e s s r e f e r e n c e f o r t h e s i mi l ar d r a w i n g p a r t s i s p r o v i d e d ． Ke y wo r d s Hy d r a u l i c f o rm i n g ； B i n d e r ；L o a d i n g p a t h ； F i n i t e e l e me n t ； D y n a f o rm 汽车覆盖件作为一类特殊的冲压件 ，相对一般的 板料冲压件，其形状多为复杂的空间曲面，并且具有 材料厚度小，结构尺寸大、表面质量高等特点，覆盖 件冲压技术作为汽车行业 的一项关键技术 ，得到了不 断的发展 。汽车侧 门的模型如 图 1 所示 ，它由复杂 的曲面构成，整体呈一定的弧形 ，中间有大量的冲 孔 ，最大整体轮廓尺寸达 9 9 3 m m1 2 7 2 m m，最大 深度为 1 2 3 m m，厚度为 1 ． 2 m m，要求表面不允许有 起皱 、凹痕 、擦 伤 、破裂等缺陷 。 板料液压成形是指采用特定的液体作为传力介质 代替刚性的凸模或凹模传递载荷 ，使板料在传力介质 压力作用下贴合凹模或凸模而成形 。板料液压成形 技术非常适合形状复杂 、成形困难、精度要求较高的 薄板零件 ，被广泛应用 于汽车 、电器 、航 空航天 等技 术领域。作者采取业界广泛使用的动力显式有限元仿 真软件 D y n a f o r m，设计汽车侧门的成形模面，并对具 有代表性的工艺参数进行分组成形模拟 ，最后对优化 的工艺方法和数据进行试验 ，获得了合格的产品。 图 1 汽车侧 门模 型 收稿 日期 2 0 1 1 0 8 0 8 作者简介刘军辉 1 9 8 1 一 ，男，硕士研究生 ，讲师，研究方向为注塑和冲压模具 C A D、C A E技术。Em a i l O O f i r e y a h o o ． c o m．c n。 第 1 8期 吴先文 等三坐标测量机在压力释放盘曲面反求上的应用研究 ‘ 6 9 5 ． 3 生成工程 图并利用 Ma s t e r ． C A M数控编程 生成工程图如图 l 3所示 。首 先取档 ，调入 I G E S 格式文件，限定加工范围，然后选择刀具类型为牛鼻 刀 ，规格为 b 2 5 R 5 。因使用涂层硬质合金刀具，为合 理配置刀具参数，故设置转速 1 8 0 0 r ／ ra i n ，进给量 1 2 0 m ／ ra i n 。曲面粗加工，预留加工余量 0 ． 5 m m。设 置走刀为双向铣削，加工角度 9 0 。 。 2 ． 未 拄 倒 删 角 R1 图l 3 压力释放盘工程图 6 压力释放盘的生产制造 6 ． 1 加 工 工艺制 定 产品加工工艺流程 如下 工序 1 普车粗车外圆，光端面，钻 0内孔再 车孔至妒0 ，车外圆至 担1 4 。 工序 2 热处理 H B S 2 8 0～ 3 2 0 。 工序 3 数车半精加工外圆内孔以及槽。 检验 工序 4 加工 中心粗加工 曲面 工序 5 热处理 H R C 5 0 5 2 。 工序 6 数车精加工外圆内孔及槽。 检验 工序 7 加工中心铣削加工。 三坐标曲面检测 工 序 8 钻 孑 L ，钻 孔 后 去 毛 刺 倒 角 ，得 到 成 口 [ 5 ] 口廿 o 6 2质量 检验 检验方法 5的内孔用内径百分表测量 ；犯 1 0 外圆用外径千分尺检验 ；孔的深度，用深度千分尺检 验；通孔及沉孔用游标卡尺及深度尺即可检测；曲面 用三坐标密集采点 ，构建出曲面，通过已知点的坐标 三维实体 图评价相应位置点的偏离程度 即轮廓 度。 7结束语 逆向工程一般是通过坐标测量机等数据采集设备 获取复杂零件的三维数据点，进而利用反求软件进行 数据处理 ，实现零件的三维模型设计。三坐标测量机 在逆向工程中的应用，使企业产品研发周期大幅缩 短 ，为企业带来明显经济效益。 参考文献 【 1 】 2 0 0 8 年度坐标测量机应用技术论文集， 2 0 0 8 ． 【 2 】 金鑫， 何雪明， 杨磊， 等． 基于 I m a g e w a r e 和 U G的汽车内 饰件的逆向设计[ J ] ． 2 0 0 9 6 4 0 4 2 ． 【 3 】 朱心雄． 自由曲线 曲面造型技术 [ M] ． 北京 科学出版 社 ， 2 0 0 3 ． 【 4 】肖超美． U C , ． C A D ／ C A M在某复杂壳体上的应用u G 软件应用研究之一[ J ] ． 北京联合大学学报 自然科学 版， 2 0 0 4 1 4 7 5 1 ． 【 5 】杨胜群． U G N X 4数控加工高级教程[ M] ． 北京 清华大 学 出版社 ， 2 0 0 7 ． 上接第 5 0页 补偿号为 D 0 1 。加工程序如下 ％ 0 o 0 1 G5 4 G9 0 G 00 x 0 Y 0 G 43 H0 1 Z1 0 0 M0 3 S1 2 0 0 G7 5 2 0 Y 一3 0 Z一8 R2 A3 0 Bl 5 C 0 D0l El G1 0 U5 V8 W 1 F1 2 0 X 一3 0 Y3 0 C5 0 X2 0 Y 一3 0 C0 E0 W0 F 1 20 X 一3 0 Y3 0 C5 0 E0 W 0 F 1 2 0 G8 0 G 4 9 O0 0 Z1 0 0 X0 Y1 5 0 M3 0 4结束语 固定循环指令的二次开发 ，使编程更加简单、便 利，大大提高了加工的准确性和生产效率。 参考文献 【 1 】 武汉华中数控股份有限公司． 世纪星铣削数控装置编程 说明书[ M] ， 2 0 0 6 ． 【 2 】阳涛． 基于华中 I 型数控系统宏程序的应用 [ J ] ． 机床 与液压 ， 2 0 0 7， 3 5 5 2 5 62 5 7 ． 【 3 】 邵世权 ， 刘霞． 基于宏程序的华中数控指令的二次开发 [ J ] ． 机械 ， 2 0 1 0 S 1 4 1 4 2 ． 上接 第 5 9页 【 2 】张丽平． 液压与气动技术[ M] ． 北京 化学工业出版社 ， 20 0 7 6 4． 【 3 】 刘欣 ， 徐永超， 苑世剑． 铝合金复杂曲面薄壁件液压成形 技术[ J ] ． 精密成形工程 ， 2 0 1 0 1 4 0 4 5 ． 【 4 】 梁利华 液压传动与电液伺服系统[ M] ． 哈尔滨 哈尔滨 工程大学出版社， 2 0 0 5 5 3 ． 【 5 】S T R A N O M， J I R A T H E A R A N A T S ， S H I U A N G S ， e t a 1 ． V i r t u a l P r o c e s s D e v e l o p m e n t i n T u b e H y d r o f o r mi n g [ J ] ． J o u rnal o f Ma t e r i a l s P r o c e s s i n g T e c h n o l o g y， 2 0 0 4，1 4 6 1 3 01 3 6． 【 6 】Y A N G J B ， J E O N B H， O H S K ． D e s i g n S e n s i t i v i t y A n a l y s i s a n d O p t i m i z a t i o n o f t h e H y d r o f o r mi n g P r o c e s s[ J ] ． J o u rnal of Ma t e r i als P r o c e s s i n g T e c h n o l o gy ， 2 0 0 1， 1 1 3 6 6 66 7 2 ．