汽车a柱内板成型工艺分析与优化(附件)【字数：10148】
本文针对汽车A柱内板汽车零部件产品进行CAE分析，针对分析成型中存在的问题进行优化和改善。通过运用UG和AutoForm等相关软件，对汽车A柱内板进行模型成型仿真，一步步了解和掌握冲压件的产品模型构造，分析此冲压件是否满足成型性能要求，对模拟过程中所产生一系列如起皱、开裂、回弹等冲压件问题，后续将进行一些的处理和优化，最终达到产品所需要求。希望通过此文，对后期的相关模具设计起一定的导向作用，进而深化模具设计前期产品分析优化所产生的重大作用，能够更好的满足其冲压模具设计的需要。
引言 1
一、汽车A柱内板零件工艺分析 2
（一）冲件3D模型分析 2
（二）模具冲裁方案选择初步排样 3
（三）板件板面连接的设计 5
二、汽车A柱内板材料的选择 7
（一）板材材料选择 7
（二）冷轧钢板 8
三、零件成型过程仿真与优化 11
（一）板件拉伸成型工艺分析 11
（二）参数设计 12
（三）冲裁过程工序具体设置 14
（四）第一次成型模拟 17
（五）成型缺陷及改进 18
（六）第二次成型模拟 20
四、零件结果评估设计方案改进 21
（一）提出设计改进方案 21
（二）CAE报告评估 21
（三）产品图 23
总结 24
参考文献 25
致谢 26
引言
随着时代的发展，汽车已经不在是以前那种高高在上的奢侈品，逐步走进人们的家中，而其作为常见的交通工具，人们已经不满足其拥有的需求，而对其质量上要求的大大提高。其质量上的要求主要有两种：安全性和实用性。在实用性上，汽车的外部设计、车内基本构造、车子的路上的平稳度等随着市场的竞争和发展，逐步趋向于舒适美观的汽车享受。在安全性上，发动机的好坏，汽车整体构造材质的耐磨性、抗拉强度、耐冲击系数等需要达到一定的程度。当然，汽车的构造离不开精良的机械构造，良好的机械性能设计汽车能够更好的保证其安全性。在汽车行驶中，汽车覆盖件的产品质量所对汽车的安全性有着至关重要的作用。汽车A柱是汽车左前方和右前方连接车顶和汽 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
车前舱的上方的板件，其对于汽车的重要性不言而喻，然而在汽车的这个方位，又需要有视野的广度空间，这意味着这儿设计的越薄越好，使汽车更有视野，而这儿也是汽车支撑上盖和稳固汽车支架的重要部分，就需要有好的刚度，所以在这两者的加重下，矛盾重重，设计和制造这类板件很是复杂，需要借助软件分析来完成。
在汽车发展过程中，模具设计制造也起着至关重要的作用，从汽车、航空航天、玩具、电子、家电空调等日常生活中常见的物品就能够体现出来。其中，冲压是一种十分先进的产生较少或者无切屑，具有加工成本较低、生产效率高、材料的利用率以及制成件品的稳定精良度高等优点的加工方法。CAD/CAE软件的出现于发展，日益满足当今汽车等产品部件上设计的要求，对设计起了极大的辅助作用，节省了设计和实验时间，一定程度上促进了模具制造业的发展。所以，通过运用CAD/CAE软件技术，更好的实现对产品制造的要求，实现产品所需要求，达到客户需要。本文就是根据汽车A柱内板冲压件所需要的性能要求进行软件分析，利用AUTOFORM软件进行成件的拉延成型过程有限元分析，对产品进行进一步完善和优化。
一、汽车A柱内板零件工艺分析
（一）冲件3D模型分析
1．初始模型的结构分析
图11 汽车A柱内板3D模型图
如图11中的，该汽车A柱内板件零件模型构造简单，它位于在汽车挡前车身风玻璃和左右前车门之间，对汽车的车顶和前舱其加强支固作用，为保证车内人的人身安全有重大作用。从图11中，可以看到板件中部存在三角形通孔，这儿需要设计好相应冲裁，保证孔的顺利成型，这对后续的模具设计就有一定的设计要求。而从成型这一步工序来看，在图12指出的a处的模型上下交界处，显然不能一步完成，所以需要以此为分界线，分两步成型完成，需要将图12中所标记的a处上方板料进行相应的翻边处理。最后，在整个零件上的一些细微之处还需做整形处理。
图12 汽车A柱内板分界面a
2．初步拔模分析
图13 拔模分析功能
如图13，通过运用UG软件中的拔模分析功能键，脱模方向上选择矢量方向，限制角度设置为5，能够通过其简单分析模型的反向拔模斜度相关状况。通过图14中，最终，我们可以看出该冲裁件在图中所指的a处出现的黄色面有一点点负角，在后续的CAE软件中会进行相应处理，调整角度方向。如果图中出现红色面，就需要进行面部修改，使其达到冲裁需要。
图14 拔模分析结果
（二）模具冲裁方案选择初步排样
1．冲压排样样式选择
冲压排样是冲压模具设计当中非常重要的一步，它能够提高冲压板材利用率和冲压件的质量。同时，冲压工序设计是以冲压工艺当做理论依据，特别其排样往往作为提高材料利用率为主导。另外，需要设计合理的冲压工序配合设计适合的排样方法。因此，工步排样图是模具设计的重要导向和依据，他在这其中就有这极为重要的意义。排样方式总体上可以分为多种：直排（单排、双排）、多排（规律化）、斜排（规律化）、交叉排、混合排（规律化）以及无搭边无废料的排样方法，具体可以查看表11。
表11 排样图样式
2．初步排样图
图15对称双排方式
由于汽车A柱板是左右件成对存在的，所以选择双排排样的方法。连续冲压模具设计需要使用长排冲压，方便板料的进出。但在在本文中我们所讨论的是单个模具，长排就显得不美观，成本高，进而造成制作模具材料的浪费，所以我们需要选择如图15所示的排样方法，这样后续设计的模具才会显得比较正常，制作成本才能够达到一定的保证，有利于材料的单个冲压成型。
引言 1
一、汽车A柱内板零件工艺分析 2
（一）冲件3D模型分析 2
（二）模具冲裁方案选择初步排样 3
（三）板件板面连接的设计 5
二、汽车A柱内板材料的选择 7
（一）板材材料选择 7
（二）冷轧钢板 8
三、零件成型过程仿真与优化 11
（一）板件拉伸成型工艺分析 11
（二）参数设计 12
（三）冲裁过程工序具体设置 14
（四）第一次成型模拟 17
（五）成型缺陷及改进 18
（六）第二次成型模拟 20
四、零件结果评估设计方案改进 21
（一）提出设计改进方案 21
（二）CAE报告评估 21
（三）产品图 23
总结 24
参考文献 25
致谢 26
引言
随着时代的发展，汽车已经不在是以前那种高高在上的奢侈品，逐步走进人们的家中，而其作为常见的交通工具，人们已经不满足其拥有的需求，而对其质量上要求的大大提高。其质量上的要求主要有两种：安全性和实用性。在实用性上，汽车的外部设计、车内基本构造、车子的路上的平稳度等随着市场的竞争和发展，逐步趋向于舒适美观的汽车享受。在安全性上，发动机的好坏，汽车整体构造材质的耐磨性、抗拉强度、耐冲击系数等需要达到一定的程度。当然，汽车的构造离不开精良的机械构造，良好的机械性能设计汽车能够更好的保证其安全性。在汽车行驶中，汽车覆盖件的产品质量所对汽车的安全性有着至关重要的作用。汽车A柱是汽车左前方和右前方连接车顶和汽 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
车前舱的上方的板件，其对于汽车的重要性不言而喻，然而在汽车的这个方位，又需要有视野的广度空间，这意味着这儿设计的越薄越好，使汽车更有视野，而这儿也是汽车支撑上盖和稳固汽车支架的重要部分，就需要有好的刚度，所以在这两者的加重下，矛盾重重，设计和制造这类板件很是复杂，需要借助软件分析来完成。
在汽车发展过程中，模具设计制造也起着至关重要的作用，从汽车、航空航天、玩具、电子、家电空调等日常生活中常见的物品就能够体现出来。其中，冲压是一种十分先进的产生较少或者无切屑，具有加工成本较低、生产效率高、材料的利用率以及制成件品的稳定精良度高等优点的加工方法。CAD/CAE软件的出现于发展，日益满足当今汽车等产品部件上设计的要求，对设计起了极大的辅助作用，节省了设计和实验时间，一定程度上促进了模具制造业的发展。所以，通过运用CAD/CAE软件技术，更好的实现对产品制造的要求，实现产品所需要求，达到客户需要。本文就是根据汽车A柱内板冲压件所需要的性能要求进行软件分析，利用AUTOFORM软件进行成件的拉延成型过程有限元分析，对产品进行进一步完善和优化。
一、汽车A柱内板零件工艺分析
（一）冲件3D模型分析
1．初始模型的结构分析
图11 汽车A柱内板3D模型图
如图11中的，该汽车A柱内板件零件模型构造简单，它位于在汽车挡前车身风玻璃和左右前车门之间，对汽车的车顶和前舱其加强支固作用，为保证车内人的人身安全有重大作用。从图11中，可以看到板件中部存在三角形通孔，这儿需要设计好相应冲裁，保证孔的顺利成型，这对后续的模具设计就有一定的设计要求。而从成型这一步工序来看，在图12指出的a处的模型上下交界处，显然不能一步完成，所以需要以此为分界线，分两步成型完成，需要将图12中所标记的a处上方板料进行相应的翻边处理。最后，在整个零件上的一些细微之处还需做整形处理。
图12 汽车A柱内板分界面a
2．初步拔模分析
图13 拔模分析功能
如图13，通过运用UG软件中的拔模分析功能键，脱模方向上选择矢量方向，限制角度设置为5，能够通过其简单分析模型的反向拔模斜度相关状况。通过图14中，最终，我们可以看出该冲裁件在图中所指的a处出现的黄色面有一点点负角，在后续的CAE软件中会进行相应处理，调整角度方向。如果图中出现红色面，就需要进行面部修改，使其达到冲裁需要。
图14 拔模分析结果
（二）模具冲裁方案选择初步排样
1．冲压排样样式选择
冲压排样是冲压模具设计当中非常重要的一步，它能够提高冲压板材利用率和冲压件的质量。同时，冲压工序设计是以冲压工艺当做理论依据，特别其排样往往作为提高材料利用率为主导。另外，需要设计合理的冲压工序配合设计适合的排样方法。因此，工步排样图是模具设计的重要导向和依据，他在这其中就有这极为重要的意义。排样方式总体上可以分为多种：直排（单排、双排）、多排（规律化）、斜排（规律化）、交叉排、混合排（规律化）以及无搭边无废料的排样方法，具体可以查看表11。
表11 排样图样式
2．初步排样图
图15对称双排方式
由于汽车A柱板是左右件成对存在的，所以选择双排排样的方法。连续冲压模具设计需要使用长排冲压，方便板料的进出。但在在本文中我们所讨论的是单个模具，长排就显得不美观，成本高，进而造成制作模具材料的浪费，所以我们需要选择如图15所示的排样方法，这样后续设计的模具才会显得比较正常，制作成本才能够达到一定的保证，有利于材料的单个冲压成型。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/mjsk/175.html
