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汽车工艺与材料:汽车翼子板成形仿真与回弹补偿研究

2023-05-11
摘要:本研究以东风本田某SUV车型翼子板为研究载体,首先利用CATIA软件设计翼子板全工序工艺模面;然后借助AutoForm软件进行全工序成形仿真以及稳健性分析,根据成形仿真结果优化工艺参数,确保翼子板在工况波动时依然能够良好成形;最后在工艺稳健的基础上展开全工序回弹仿真与回弹补偿,并获得了预测更加精准的仿真结果和尺寸合格率更高的成形零件。

  【作 者】蒋磊;张雄飞;龚熙;廖敏;冉奥阳;张淳波

  【前 言】

  冲压回弹是汽车覆盖件成形过程中不可避免的缺陷[1],其与诸多因素有关,如材料力学性能、工序数模造型、板料几何形状、冲压模具结构、成形工艺参数等[2],这也就使得汽车覆盖件的回弹难以准确预测和有效控制。回弹的存在不仅会严重影响零件尺寸精度,还会导致零件表面产生深度为几十到上百微米的微观凹陷,从而降低零件表面质量[3]。对于汽车覆盖件而言,满足容差的尺寸精度和光洁连续的表面质量是整车获得良好商品性的必要条件之一[4]。因此,回弹的精准预测以及合理控制对于整车商品性的保证至关重要。

  翼子板作为汽车最重要的覆盖件之一,其与侧围外板、前门外板、后门外板共同构成车身侧面轮廓,除了满足功能要求之外,还需要对周边诸如前门、前大灯、前保险杠、发动机罩等众多零件进行公差吸收,尺寸精度要求较高[5]。此外,翼子板产品结构具有形状复杂、曲率变化大、特征棱线圆角小、成形深度不均匀特点,相对于其他覆盖件回弹控制难度更大[6]。

  鉴于以上现状,本研究以东风本田某SUV车型翼子板为研究载体,首先利用CATIA软件设计翼子板全工序工艺模面;然后借助AutoForm软件进行全工序成形仿真以及稳健性分析,根据成形仿真结果优化工艺参数,确保翼子板在工况波动时依然能够良好成形;最后在工艺稳健的基础上展开全工序回弹仿真与回弹补偿,并获得了预测更加精准的仿真结果和尺寸合格率更高的成形零件。

  【结 论】

  本项目自动化改造中应用的多种先进工业技术,如高精度的欧姆龙NJ系统、发那科IRVision视觉系统,也适用于各种高精度生产工艺要求的生产环境;改造中应用的各种创新性的监控系统、预知维护系统,使得自动化生产区域更加稳定、高效地运转。

  经过长时间的运行验证,本文所介绍的顶盖生产线自动化改造的设计思路和具体方案,适用于整车厂焊装车间的人工生产线自动化改造,如前地板自动化改造、机舱自动化改造等,类似的自动化改造项目能够给整车厂带来显著的收益。

  以下是正文:

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