第42卷第6期 Vol. 42No. 6
板料成形
假压技术
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
面向产品设计的铝合金件翻边成形谢晖，卜宇峰，程威，褚卫东2，王东福”
2017年6月 Jun2017
（1．潮南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南长沙410082；2．上海拖拉机内燃机有限公司，上海200433）摘要：以某车身铝合金内板件为研究对象，利用有限元模拟软件ABAQUS建立了翻边及回弹过程的有限元模型。通过优化上弯曲半径R、下弯曲半径R，、翻边角度α等3个产品特征参数和润滑条件、模具间障T等两个工艺参数，来小回弹值和降低弯裂风险。结合正交试验和灰色关联的方法将多目标问题转化为单目标问题，得到较优的设计参数指导产品设计，并进行试验验证。结果表明，影响综合目标的主次顺序为：模具间障>翻边角度>上弯曲半径>下弯曲半径>摩擦系数，得到优化后的组合参数为R，=5mm，R,=9mm，a=75°，μ=0.1，T=t，采用优化后的参数设计零件，得到的实际零件的回弹在公差范围内且无弯裂缺陷。
关键词：翻边；回弹；铝合金；弯裂；正交试验；灰色关联方法 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2017. 06. 006
中图分类号：TG386
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2017）06-0027-06
aoo Xie Hui', Bu Yufeng',Cheng Wei', Chu Weidong",Wang Dongfu?
(1. State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing for Vehicle Body, Hunan University , Changsha 410082, China ;
2. Shanghai Tractor & Intemal Combustion Engine Co., Lid., Shanghai 200433, China)
Abstract: For the aluminum alloy inner panel in a car body, a finite element model for the flanging and springhack process was estab lished by FE software ABAQUS, and the values of springhack and crack risk were reduced by optimizing three character parameters of up-per bending radius R, , lower bending radius R, and flanging angle α and two process parameters of frietion eoefficient g and die eclearance T. Then, the multi-objective parameter optimization problem was transformed into a single target problem by combining orthogonal test with grey correlation analysis to get a better parameter in order to guide product design, and it was experimentally validated. The result shows that the sequences influencing on integrated target are die clearance, flange angle, upper bending radius, lower bending radius and friction coefficient. The optimized eombination parameters are obtained with R, =5 mm, R, =9 mm, α = 75°, μ = 0. 1 and T = t The actual product is within the tolerance range of springhack and without the defect of bend crack, when the optimized parameters are used to design the product.
Key words : flanging; springback; aluminum alloy; bend crack; orthogonal test; grey relational analysis
随着汽车安全性和轻量化要求的不断提高，铝合金材料在车身上的应用比例逐年增高，在满足各种要求的同时，也给产品设计和制造工艺带来了很多新的向题1-2]。回弹是车身冲压件重要的缺陷之一，尤其对于铝合金，由于其弹性模量只有钢板的1/3，所以相同条件下要比钢板的回弹大得多；其次，铝合金的
收稿日期：20170110；修订日期：20170320 基金项目：国家科技重大专项（2014ZX04002071）
作者简介：谢晖（1971-），男，博士，教投 E-mail: danielxie@ 163. com
通讯作者：下宇峰（1990-），男，硕士研究生 E-mail: buyufeng163@163. com
万方数据
延展性不及钢板，容易产生裂纹[3-4)
目前，针对冲压翻边的回弹问题，很多学者通过试验和模拟仿真的方法对影响回弹的各类因素进行了大量的研究工作。李军等通过数值模拟与试验相结合的方法，得到可以控制回弹的最佳拉延筋位置[5)；戴晨雨等以某汽车零件为例，对其进行多步冲压回弹模拟，确定了翻边回弹最小的翻边次数和翻边角度[6]；毕彦等研究了多料翻边和少料翻边时不同刃人时序的回弹，通过对比，获得了刃入时序对翻边回弹的影响规律，并分析了其原因7；孙东继等以某车身后盖板外板为例，探究了减小翻边高度和增加翻边豁口对翻边回弹值的影响，最后在不影响整车功能的前提下通过对零件优化减小了翻边回弹值"」