中南大学学报：基于数值模拟的液压路径对汽车覆盖件成形的影响
2022-02-22【作 者】刘晓晶;闫巍;代洪庆
【前 言】汽车覆盖件大都具有形状复杂，结构尺寸大，材料厚度较小，变形过程复杂的特点。对质量标准要求十分严格。因1%的车身制造缺陷都能给产品最终用户带来恶劣的影响，乃至降低整个企业的市场竞争力。
因此，世界各大汽车公司都加快了覆盖件成形的研究和应用！近年来，随着成形设备和相关控制技术的发展，以流体为传力介质的板材液压成形技术在国外迅速发展起来，产泛应用于汽车、飞机和航空航天制造业，如制造汽车反光镜、翼子板等覆盖件及航天领城中复杂难成形零件，并且开始应用于许多其他工业领域，其应用前景十分广阔。
板材充液拉深（hydromcchanicaldeepdrawing，HDD）是在拉深模的凹模中以一定压力液体作为传力介质代替刚性凸模传递载荷，使坏料在液体压力作用下贴靠凸模以实现金属板材零件的成形。充液拉深与普通的冲压拉深相比，能有效抑制破裂、克服拉延不足、改善贴模性、提高成形极限，使一次拉深成为可能。此外，模具结构简化，使模具成本降低30%以上，缩短了生产准备周期。
目前，国内外学者对固转体、方盒形、简形、锥形、抛物线形等规则零件的充液拉深进行研究，内容涉及流体压力分布、液室压力与板料厚度、凹模圆角压边力、拉深比之间的关系，缺陷分类及缺陷形成机理、成形精度、残余应力、加截路径优化、变形过程应力分析及其数值模拟技术的应用等。
【结 论】
1、对于形状复杂、成形部位有沟槽等普通冲压难以一次成形的覆盖件，选择充液拉深加工可实现该覆盖件的成形，并且能有效控制拉裂和拉延不足，提高贴模性。
2、液室加载路径对汽车排气管零件成形有较大影响。初期的液室压力增长不能过快，即由0增加到1MPa，以避免破裂。而后缓慢增加压力至5MPa并保持稳定，提高排气管口部的贴模性；后期液室压力迅速增加至35MPa进行保压，以满足最终的尺寸精度要求。获得的排气管专件最小壁厚为0.868mm。
3、采用有限元数值模拟分析软件Dynaform可以检验在设计汽车覆盖件的成形工艺过程中方法的可行性和可靠性，为改进模具设计和修正工艺参数提供有用信息。此外，可提高模具制造质量，缩短模具的开发周期，降低成本。
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