【HY-122】0t汽车后底板的冲压模具设计分析
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- 【HY-122】0t汽车后底板的冲压模具设计分析摘要
本文研究了客车后底板的冲压制造过程。使用圆栅格分析和3-D有限元方法，对产生拉深开裂缺陷的最初的冲模设计进行了分析。开裂缺陷是由于压边圈下大范围的金属限制了向杯状区域的流动。优化的冲模设计，包括一个分离的冲模面和一个楔形机构组成的凹模结构，目的是在不添加工序的情况下，向杯状区域提供额外金属、消除开裂缺陷。这种优化的冲模设计在第一次和第二次拉深的圆栅格分析结果中得到验证，获得了合格的拉深面板。
关键字：冲压模具；后底板；开裂；圆栅格分析
1.绪论
一般冲压过程中的主要缺陷是开裂，在最近的十年中，很多研究都使用了成型极限分析和有限元分析方法来研究开裂问题的起因和解决办法。自Keeler和Backofen在1963年第一次引入成型极限图（FLDS），在冲压车间里它们就已经被广泛的使用在金属的结构分析中。即使这个成型过程极快，FLDS也可以显示出应力并提供一个有用的工具去测定，同时有限元方法能够精确的计算冲压部分的分布应力，并且预知是否可能产生开裂缺陷。
一般来说，解决开裂问题的办法是在主要的拉深过程开始前，向危险地带提供更多的金属，这样可以通过减少压边圈的压力或是改善润滑条件而达到，但是为了输送更多的金属到危险区域，最好最直接的方法是增加一个额外的工序，然而，这个额外的工序会多增加一套模具和额外的劳力从而增加生产成本。
在目前的研究中，优化的模具设计，包括一个分离的冲模面和一个楔形机构组成的凹模结构，目的是为了消除发生在客车面板冲压过程中的开裂缺陷。这种特殊的模具面和楔形结构能为发生开裂缺陷的危险区域提供额外的金属，而不增加额外的工序。圆栅格分析和3-D有限元仿真能够完成开裂缺陷分析的任务。
2.问题描述
客车后面板的设计通常是由两块冲压板焊合在一起，如图1所示。之所以选择两块板设计是由于开裂往往是发生在拉深成杯状的壁上，使得冲压一块后底板很困难，如图2所示。开裂的发生是由于在杯壁和压边圈之间有一段距离，如图3中A-B处，这限制了压边圈下的金属流入杯状区域，同时两块板的距离很短，有足够的金属能够轻易地流入杯中从而阻止杯缘的开裂，由于成本的考虑，一块后底板容易得到，因此开裂问题必须被攻克。
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