第一篇：汽車密封件裝配工藝分析及改進(jìn)問題

汽車密封件裝配工藝分析及改進(jìn)問題

關(guān)于汽車密封件裝配工藝的改進(jìn)問題有哪些？東晟密封件告訴您過度施壓汽車密封件（油封）骨架變形，導(dǎo)致密封失效；油封沒見壓裝的干涉，改進(jìn)措施是合理設(shè)計(jì)壓裝夾具，增加限位；更改汽車密封件結(jié)構(gòu)、增加（油封）剛性。

汽車油封表面受損

一、密封件的改進(jìn)措施

1、第一改進(jìn)方案

采用單組合式密封件結(jié)構(gòu)，用三道封塵唇結(jié)構(gòu)，防塵能力提高；該結(jié)構(gòu)密封件剛度高，便于裝配，不變形，同時(shí)避免了座圈碰撞帶來的油封唇口的損壞，內(nèi)外橡膠層為波浪結(jié)構(gòu)可便于安裝和拆卸。

2、第二改進(jìn)方案

避免兩次裝配帶來的缺陷，采用兩個(gè)油封元件二合一的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，加大了內(nèi)油封的唇口過盈量，同時(shí)在內(nèi)油封骨架處增加了內(nèi)擋圈，增加了整體剛性，裝配不易變形。

第二篇：汽車頂棚生產(chǎn)與工藝改進(jìn)措施的分析

汽車頂棚生產(chǎn)與工藝改進(jìn)措施的分析

摘 要：隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)乘車舒適性的要求越來越高，但國內(nèi)外早期的汽車頂棚生產(chǎn)工藝并未對(duì)聲波噪音產(chǎn)生足夠的認(rèn)識(shí)，汽車頂棚工藝技術(shù)的滯后使得駕駛員和乘客要無可奈何地承受車內(nèi)聲場(chǎng)共振現(xiàn)象。面積較大的汽車頂棚作為因外界刺激而產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的主要來源，逐步成為了汽車性能指標(biāo)的重要影響因素。本文以振動(dòng)噪聲理論為指導(dǎo)，通過有限元模態(tài)技術(shù)，建立起汽車頂棚的模態(tài)模型，并對(duì)汽車頂棚生產(chǎn)工藝和NVH改進(jìn)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：汽車頂棚；生產(chǎn)工藝；有限元建模；NVH；模態(tài)分析

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)乘車舒適性的要求越來越高，但國內(nèi)外早期的汽車頂棚生產(chǎn)工藝并未對(duì)聲波噪音產(chǎn)生足夠的認(rèn)識(shí)，汽車頂棚工藝技術(shù)的滯后使得駕駛員和乘客要無可奈何地承受車內(nèi)聲場(chǎng)共振現(xiàn)象。面積較大的汽車頂棚作為因外界刺激而產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的主要來源，逐步成為了汽車性能指標(biāo)的重要影響因素。本文以振動(dòng)噪聲理論為指導(dǎo)，通過有限元模態(tài)技術(shù)，建立起汽車頂棚的模態(tài)模型，并對(duì)汽車頂棚生產(chǎn)工藝和NVH改進(jìn)進(jìn)行了研究。

一、汽車頂棚結(jié)構(gòu)的建模和模態(tài)分析

汽車頂棚的振動(dòng)造成了車內(nèi)的低頻噪聲，影響了駕駛和乘坐的舒適性，通過汽車頂棚的模態(tài)分析，可以根據(jù)振動(dòng)傳遞產(chǎn)生的噪聲機(jī)理來對(duì)噪聲處理提供診斷依據(jù)。

本文采取有限元軟件PATRAN對(duì)汽車頂棚結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，再導(dǎo)入聲振分析軟件SYSNOISE中進(jìn)行汽車頂棚的模態(tài)分析。在SYSNOISE中，材料參數(shù)選擇0.9mm的低碳鋼，邊界條件設(shè)定為四邊位移為零。因?yàn)檐噧?nèi)噪聲的主要頻段為200Hz以下，所以，該模態(tài)分析的關(guān)鍵在于對(duì)200Hz以下的低頻段進(jìn)行低階模態(tài)計(jì)算。其次，由于汽車頂棚圍成的封閉車內(nèi)空間會(huì)產(chǎn)生聲波共鳴現(xiàn)象，導(dǎo)致駕駛員和乘客的耳鳴噪音出現(xiàn)，國內(nèi)外早期的汽車頂棚生產(chǎn)工藝并未對(duì)聲波噪音產(chǎn)生足夠的認(rèn)識(shí)，汽車頂棚工藝技術(shù)的滯后使得駕駛員和乘客要無可奈何地承受車內(nèi)聲場(chǎng)共振現(xiàn)象。因此，本文同樣通過PATRAN對(duì)車內(nèi)聲場(chǎng)進(jìn)行建模，再利用SYSNOISE來分析車內(nèi)聲場(chǎng)的聲學(xué)模態(tài)。汽車頂棚結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析流程見表1所示。

二、汽車頂棚結(jié)構(gòu)的工藝與模態(tài)的關(guān)系

通過上文對(duì)汽車頂棚結(jié)構(gòu)的建模和模態(tài)分析，為了減振降噪，可根據(jù)汽車頂棚結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和振動(dòng)噪聲之間的關(guān)系，來對(duì)汽車頂棚生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究。

1、金屬板厚度對(duì)汽車頂棚模態(tài)的影響

前文在汽車頂棚有限元分析中采用的是0.9mm的金屬板厚度，本文將其與0.7mm和1.2mm厚金屬板的汽車頂棚結(jié)構(gòu)模態(tài)進(jìn)行對(duì)比。通過對(duì)前十階模態(tài)進(jìn)行計(jì)算，200Hz以下的低階模態(tài)聲場(chǎng)振型結(jié)果表示：在汽車頂棚金屬板厚度為0.7mm時(shí)，汽車前排和后排均出現(xiàn)了較強(qiáng)的低頻噪聲，其模態(tài)頻率低于0.9mm，而在汽車頂棚金屬板厚度為1.2mm時(shí)，其模態(tài)頻率要比0.9mm厚時(shí)要高出不少。因此，金屬板厚的增加對(duì)于減振降噪具有良好的改善效果。

2、金屬板材料對(duì)汽車頂棚模態(tài)的影響

前文在汽車頂棚有限元分析中采用的是低碳鋼作為頂棚材料，作為對(duì)比試驗(yàn)，本文將鋁合金納入其中。通過對(duì)前十階模態(tài)進(jìn)行計(jì)算，200Hz以下的低階模態(tài)聲場(chǎng)振型結(jié)果表示：在低碳鋼和鋁合金為同等厚度的前提下，模態(tài)頻率有少許上升，但鋁合金的密度較之低碳鋼要小很多，對(duì)車身質(zhì)量的優(yōu)化有一定幫助。

三、汽車頂棚結(jié)構(gòu)的工藝改進(jìn)措施

汽車頂棚結(jié)構(gòu)的工藝是一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，既要考慮性能的實(shí)現(xiàn)，又要降低經(jīng)濟(jì)費(fèi)用，因此，本文提出在替換汽車頂棚金屬材料和減小金屬板厚度的條件下，在振動(dòng)的峰值點(diǎn)設(shè)計(jì)數(shù)根加強(qiáng)帶來對(duì)汽車頂棚生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)的措施。

汽車頂棚采用0.7mm厚的鋁合金材料，設(shè)置三條相同材質(zhì)、寬度50mm的加強(qiáng)帶，總體維持在12kg左右的重量之內(nèi)。其中，加強(qiáng)帶設(shè)置在汽車頂棚后部位置，靠近汽車尾部的加強(qiáng)帶厚度設(shè)置為0.3mm，靠近汽車頭部的加強(qiáng)帶厚度設(shè)置為0.5mm，中間的加強(qiáng)帶設(shè)置為0.7mm，利用PATRAN建立汽車頂棚模型并導(dǎo)入SYSNOISE進(jìn)行模態(tài)分析。

改進(jìn)后，汽車頂棚的低階模態(tài)有了一定的改善，200Hz以下的低頻整體升高，加強(qiáng)帶的設(shè)計(jì)有效地抑制了汽車頂棚引發(fā)的生輻射，模態(tài)振型的峰值點(diǎn)挪動(dòng)到了對(duì)駕駛員和乘客有利的狀態(tài)，本措施實(shí)施后，低頻模態(tài)有明顯提高，對(duì)低頻噪音的改進(jìn)效果滿足要求。而此時(shí)汽車頂棚的結(jié)構(gòu)質(zhì)量減小，更符合經(jīng)濟(jì)性能的需求。隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的日益發(fā)展和新材料的日新月異，汽車頂棚的生產(chǎn)工藝改進(jìn)研究還將有進(jìn)一步的研究前景，相信日后將出現(xiàn)更為簡(jiǎn)便和有效的有限元模態(tài)分析方法，建立起更加切合實(shí)際需求的駕乘模型。

參考文獻(xiàn)

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第三篇：關(guān)于汽車縱梁沖壓工藝分析與改進(jìn)

關(guān)于汽車縱梁沖壓工藝分析與改進(jìn)

[摘 要]以汽車縱梁為研究對(duì)象，介紹其沖壓工藝方案，利用CAE技術(shù)，對(duì)縱梁在回彈處理方面總結(jié)了合理的工藝與技術(shù)改進(jìn)措施。經(jīng)過實(shí)際沖壓驗(yàn)證：表明改進(jìn)后的縱梁沖壓工藝效果良好，滿足使用要求，對(duì)類似零件成形工藝設(shè)計(jì)具有一定的參考作用。

[關(guān)鍵詞]汽車縱梁；沖壓工藝；CAE；回彈；自動(dòng)補(bǔ)償

中圖分類號(hào)：TG386 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）29-0353-01

引言：沖壓工藝中，制約其快速發(fā)展主要集中在一些典型的難成形件上，如汽車覆蓋件、輪罩板件、梁類件等。梁類件隨著汽車輕量化的發(fā)展使用比例越來越高，強(qiáng)度也越來越高，決定了它的工藝特殊性和成形難度。梁類件中特別是高強(qiáng)梁類件中縱梁是典型的難成形件，主要取決于縱梁造型的復(fù)雜程度和使用板料的高抗拉強(qiáng)度。傳統(tǒng)加工工藝及存在的問題

汽車縱梁加工的內(nèi)容主要包括：成形和制孔。加工工藝可分為成型前加工孔和成型后加工孔，制孔的方式又分為沖孔加工和鉆孔加工。目前，汽車縱梁加工多采用的是買成形縱梁料，通過搖臂鉆床鉆孔。選用鉆孔方式最大的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資少，但缺點(diǎn)也很多：加工效率低、需要制造多種鉆模，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長，很難適應(yīng)多品種、小批量多批次產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)拍。以陜重汽為例，隨著陜重的斯太爾產(chǎn)品產(chǎn)能的大幅提升，同時(shí)MAN產(chǎn)品逐步上升為主導(dǎo)產(chǎn)品，傳統(tǒng)的加工工藝已無法適應(yīng)產(chǎn)能提升和產(chǎn)品變形的需求，縱梁孔位加工能力不足已成為車架生產(chǎn)的“瓶頸”問題，尋求新的縱梁加工工藝迫在眉睫。因?yàn)樗固珷柈a(chǎn)品為等截面梁，MAN產(chǎn)品為變截面梁，這兩種車架的縱梁結(jié)構(gòu)不同，加工工藝差別較大，因此選擇縱梁加工工藝和設(shè)備時(shí)應(yīng)兼顧此兩種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的加工。加工工藝及所用設(shè)備的特點(diǎn)

2.1 生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度小

數(shù)控沖對(duì)新產(chǎn)品生產(chǎn)要求的準(zhǔn)備時(shí)間短，對(duì)于縱梁孔的變化，生產(chǎn)準(zhǔn)備僅為編程時(shí)間，輸入CAD圖形，可以自動(dòng)生成加工程序，可以充分快速地滿足市場(chǎng)和每個(gè)用戶的要求，解決了現(xiàn)有搖臂鉆床孔效率差、生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長、勞動(dòng)強(qiáng)度低的問題。采用原有方法，沖一個(gè)孔，帶上下料最慢需要1.2s，鉆一個(gè)孔最快需要10s。當(dāng)加工5595mm長、200余孔的S35車縱梁時(shí)，5人需要14min，而采用數(shù)控沖只需4min。加工11050mm長、350余孔O40車縱梁，5人需要28min，而采用數(shù)控沖加工350個(gè)孔只需8min。

2.2 產(chǎn)品質(zhì)量高

數(shù)控沖加工解決了搖臂鉆床鉆孔時(shí)，漏孔和孔距尺寸超差而影響鉚接和總裝配進(jìn)度及質(zhì)量的問題，并且數(shù)控沖加工的孔沒有毛刺，精度高于鉆孔?？v梁工藝改進(jìn)

汽車的縱梁的強(qiáng)度比較高，且該類元件的塑性變形程度比較小，在縱梁的成形階段，其達(dá)到的塑性變形階段存在著一定的困難。如果其在成形時(shí)期，其板料的變形仍舊屬于彈性形變，那么就會(huì)使得其應(yīng)力在釋放過后產(chǎn)生回彈的現(xiàn)象，降低了其成形尺寸的精準(zhǔn)程度，其板料成形時(shí)期，如果其塑性成形出現(xiàn)了斷裂的現(xiàn)象，那么其板塊變薄百分比為60%，其普通的鋼板就會(huì)只有在25%以上，才會(huì)產(chǎn)生開裂的現(xiàn)象。

3.1 拉深成形

在對(duì)板料進(jìn)行拉深處理時(shí)，要盡可能的讓其拉深工序一次完成，其拉深的深度要滿足其零件成形的需求，達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，一次來防止其后續(xù)出現(xiàn)整形等不良現(xiàn)象。將其板料一次性的拉深到最大的位置上，可以確保其板料應(yīng)用的充分程度，最大限度的降低了其板料的回彈性，其板料會(huì)無法輕易的產(chǎn)生塑性形變，提升了其成形零件尺寸的精準(zhǔn)程度。以板料拉深成形的特征為基礎(chǔ)點(diǎn)，讓其拉深的深度要和其保持高度的一致性，便于板料和凸模的光順更好的基礎(chǔ)，降低其板料出現(xiàn)褶皺等不良現(xiàn)象，讓其拉伸后的板料應(yīng)力可以不受到影響，在應(yīng)力變化過后，其板料的變形程度就會(huì)趨于平穩(wěn)，其所產(chǎn)生的變形以及回彈程度會(huì)比較小。

3.2 工序排布

工序排布工作開展時(shí)，必須要對(duì)其零件結(jié)構(gòu)的可實(shí)施性以及自身的應(yīng)用強(qiáng)度進(jìn)行探究，通常，汽車縱梁的整形力度比較強(qiáng)，具有回彈大的特性。在零件結(jié)構(gòu)條件滿足其工序排布的需求是，需要重視其板料成形的穩(wěn)固性設(shè)計(jì)內(nèi)容，還要對(duì)其零件尺寸的修改方案的可實(shí)施性進(jìn)行探究。通常，板料的強(qiáng)度會(huì)比較高，其料的厚度也比較大，如果在成形時(shí)，不對(duì)其受力狀況進(jìn)行分析，就會(huì)使得其受力呈現(xiàn)不均勻的狀態(tài)，導(dǎo)致其模具零件出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，嚴(yán)重的還會(huì)影響其模具的使用年限，降低其零件的質(zhì)量以及穩(wěn)固程度。要在工序排布工作開展之后，調(diào)控好修邊力和整形力二者之間的關(guān)系，確保其模具零件的受力狀態(tài)。板料的回彈性比較明顯，所以其模具零件的修整工作難度比較高，如果使用傳統(tǒng)工藝方式修改其模具零件，就會(huì)使得其調(diào)試過后的模具零件回彈性超過實(shí)際所需的回彈性，還會(huì)使得其回彈量區(qū)域出現(xiàn)負(fù)角等現(xiàn)象，讓其整形工作無法順利的開展，嚴(yán)重的還會(huì)使得其模具報(bào)廢，不能正常的投入到使用工序中。想要防止該現(xiàn)象的發(fā)生，就要研究其CAE模擬回彈量和以往車型，總結(jié)其相關(guān)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)?？v梁CAE模擬改進(jìn)分析

當(dāng)確定出其實(shí)際的工藝生產(chǎn)方案之后，要利用CAE對(duì)其理論開展模擬的實(shí)驗(yàn)，確定出其縱梁精準(zhǔn)尺寸的目標(biāo)，考量各類施工工藝方案應(yīng)用的成形要求，盡可能的減小其現(xiàn)場(chǎng)模具整改的強(qiáng)度，適當(dāng)?shù)目s短其板料的調(diào)試時(shí)間，在實(shí)際的設(shè)計(jì)階段開展預(yù)處理的工作，設(shè)立出回彈控制的目標(biāo)數(shù)值。

4.1 設(shè)定回彈理論分析目標(biāo)值

通過最近幾年進(jìn)行理論與實(shí)際回彈對(duì)比，總結(jié)了高強(qiáng)板模擬參數(shù)設(shè)置對(duì)應(yīng)下的回彈分析目標(biāo)值，梁類件對(duì)主面、側(cè)壁、法蘭等的不同部位制定了不同的目標(biāo)值。梁類件主面的作用比較重要，在模具零件整改中牽動(dòng)的整改工作量比較大，采用了較高目標(biāo)的控制值；側(cè)壁CAE模擬盡量保證不出現(xiàn)負(fù)回彈，針對(duì)側(cè)壁定的目標(biāo)值相對(duì)高一點(diǎn)；法蘭的影響因素比較多，理論與實(shí)際的對(duì)應(yīng)程度不是很高，而且法蘭相對(duì)現(xiàn)場(chǎng)模具零件整改比較容易，整改成本和周期均較短，法蘭理論不出現(xiàn)負(fù)回彈，且在+1.0mm左右都能接受。

4.2 自動(dòng)循環(huán)反彈模擬

為了達(dá)到理論目標(biāo)值，借助軟件進(jìn)行反復(fù)計(jì)算，由于縱梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，回彈比較大，要想達(dá)到理想的目標(biāo)值，需要進(jìn)行多次補(bǔ)償并反復(fù)驗(yàn)證。若每次均通過CAD輔助進(jìn)行補(bǔ)償，再進(jìn)行CAE軟件分析，則工作量大且浪費(fèi)時(shí)間。研究了AF軟件自動(dòng)補(bǔ)償循環(huán)回彈功能，如圖6所示，能減少此過程的工作量，避免了CAD造型過程中精度的降低。采用自動(dòng)循環(huán)反復(fù)計(jì)算后能使人為利用CAD進(jìn)行輔助造型的工作量減少到2～3次，節(jié)省了人力、物力。

4.3 高精度補(bǔ)償處理

雖然軟件的模擬結(jié)果作為主要的回彈補(bǔ)償依據(jù)，但由于軟件本身與現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)確度不能達(dá)到完全一致，針對(duì)軟件的結(jié)果，還要結(jié)合經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行判定，特別是針對(duì)縱梁類難成形的板料。高精度補(bǔ)償處理一般會(huì)在最后階段結(jié)合以往類似件的經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行特殊部位和不確定部位的最終方案判定。軟件模擬的結(jié)果可能非常精確，但軟件模擬的狀態(tài)要真實(shí)反映到現(xiàn)場(chǎng)，就關(guān)系到模擬結(jié)果到加工數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化精度問題，為了達(dá)到高精度轉(zhuǎn)化，經(jīng)過試驗(yàn)，采用Think3軟件進(jìn)行回彈數(shù)據(jù)的處理。在進(jìn)行回彈補(bǔ)償方案的選擇時(shí)，主要在拉深工序進(jìn)行回彈預(yù)處理，整形工序作為較小量的回彈預(yù)處理。

結(jié)語

汽車縱梁是梁類件的典型代表，通過合理的設(shè)備選型、生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，并借助CAE分析技術(shù)，基于軟件循環(huán)計(jì)算的回彈補(bǔ)償處理方法，經(jīng)過實(shí)際沖壓效果的驗(yàn)證，改進(jìn)后的縱梁沖壓質(zhì)量得到明顯提升，滿足客戶的使用要求。

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第四篇：【汽車工藝】背門內(nèi)板沖壓數(shù)值模擬及工藝改進(jìn)

【汽車工藝】背門內(nèi)板沖壓數(shù)值模擬及工藝改進(jìn)

在數(shù)值模擬分析的基礎(chǔ)上，制定出合理的沖壓工序排布方案，對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)有著重要的指導(dǎo)意義。本文對(duì)背門內(nèi)板的成形工藝進(jìn)行了分析，利用AutoForm軟件分析其成形性并對(duì)成形工藝進(jìn)行了改進(jìn)，工藝改進(jìn)后的方案能夠有效解決開裂和起皺的問題。

汽車覆蓋件一般由冷軋薄鋼板沖壓而成，具有結(jié)構(gòu)尺寸大、形狀復(fù)雜、板料薄和表面質(zhì)量要求高等特點(diǎn)。薄板的沖壓成形過程是一個(gè)復(fù)雜的力學(xué)過程，它是一個(gè)集幾何非線性、材料非線性和接觸非線性于一體的三重非線性耦合的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)問題，是一個(gè)大位移、大轉(zhuǎn)動(dòng)和大變形的過程。以往車身覆蓋件的模具制造需要反復(fù)試模和修模，生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)成本很高，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬技術(shù)在板料成形分析中得到廣泛應(yīng)用，以往只能憑借經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)得出的結(jié)果經(jīng)數(shù)值模擬分析便可快速獲得，從而縮短了模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低了模具開發(fā)成本，提高了模具和沖壓件質(zhì)量。

汽車背門內(nèi)板具有尺寸大、形狀復(fù)雜等特點(diǎn)，成形容易產(chǎn)生開裂、起皺等缺陷。本文利用AutoForm軟件分析了背門內(nèi)板的成形性，并對(duì)其成形工藝進(jìn)行了改進(jìn)。背門內(nèi)板成形工藝分析 本文研究的背門內(nèi)板模型如圖1所示，零件尺寸約為1320mm×1154mm×110mm。從圖1可以看出，此零件形狀復(fù)雜，尤其周邊形狀多樣，變化急劇，周邊R角較小，側(cè)壁較深且拔模角度小，拉延時(shí)極易出現(xiàn)開裂、起皺等缺陷；此件孔洞較多，沖孔方向不一致，工序排布比較困難；背門內(nèi)板在背門開啟時(shí)部分可見，對(duì)表面質(zhì)量要求較高，故此件成形質(zhì)量控制難度較大。

背門內(nèi)板沖壓方向的確定比較重要，合理的沖壓方向不僅能生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，對(duì)降低生產(chǎn)成本也起著積極作用。若采用圖2a所示的沖壓方向，則側(cè)沖孔的廢料將落在產(chǎn)品上無法排出，如圖2b所示。經(jīng)過綜合分析，最終確定拉延時(shí)的沖壓方向如圖2c所示。背門內(nèi)板沖壓數(shù)值模擬分析1.模擬參數(shù)的設(shè)定

背門內(nèi)板形狀較復(fù)雜，成形有一定的難度，故所用材料為沖壓性能較好的DC04，材料厚度為0.8mm。材料性能參數(shù)為：屈服強(qiáng)度σs=120～210MPa，抗拉強(qiáng)度σb≥270MPa，硬變硬化指數(shù)n≥0.18，厚向異性指數(shù)r≥1.5，斷后伸長率δ=36%，密度ρ=7.85×10-5N/mm2，楊式模量E=2.1×105N/mm2，泊松比γ=0.3。本例采用彈塑性強(qiáng)化模型進(jìn)行計(jì)算，所用的屈服準(zhǔn)則為Hill準(zhǔn)則；摩擦因數(shù)為0.15。

在CATIA中抽出零件數(shù)模片體，以IGS格式導(dǎo)出并導(dǎo)入到AutoForm軟件中。工藝補(bǔ)充面在AutoForm軟件中制作，如圖3a所示，生成如圖3b所示的有限元模型工具體。2.模擬結(jié)果分析

成形極限圖（Forming Limit Diagram，簡(jiǎn)稱FLD）是評(píng)定薄板成形性能最直接和有效的方法，通過此圖可以直觀地判斷零件起皺、開裂等缺陷，制定出相應(yīng)的對(duì)策。如圖4所示，成形極限圖中的曲線A為成形極限曲線（Forming Limit Curve，簡(jiǎn)稱FLC），在此曲線以上的區(qū)域表示材料發(fā)生了塑性破裂，曲線最低位置為平面應(yīng)變狀態(tài)，次應(yīng)變e2=0；曲線B為臨界極限曲線，處在曲線A和曲線B之間的區(qū)域材料有破裂風(fēng)險(xiǎn)；直線C為雙向等值拉伸線，在該線上材料處于雙向等值拉應(yīng)力狀態(tài)，e1= e2；直線D為單向拉伸線，在該線上材料處于單向拉伸狀態(tài)，盡管板料厚度沒有增加，但材料內(nèi)部已存在壓應(yīng)力，有起皺趨勢(shì)；曲線B和直線C、D組成的區(qū)域?yàn)榘踩珔^(qū)，這部分區(qū)域的材料在成形時(shí)既得到了充分拉伸，又沒有破裂和起皺的工藝缺陷，此狀態(tài)為板料成形的最佳狀態(tài)；直線E為等厚拉伸線，在該線上材料處于等厚變形狀態(tài)，e1=-e2；直線D和直線E所組成的區(qū)域?yàn)榕R界起皺區(qū)，該區(qū)域內(nèi)的材料雖然受到壓應(yīng)力，但材料沒有增厚；直線E以下的區(qū)域?yàn)槠鸢檯^(qū)，e1在AutoForm軟件中，經(jīng)過多次調(diào)整工藝參數(shù)，最終得到了背門內(nèi)板的兩種分析結(jié)果。第一種分析結(jié)果如圖5所示，從圖5a成形極限圖中可以很直觀地看出存在較大面積的開裂區(qū)域（紅色區(qū)）和臨界開裂區(qū)域（黃色區(qū)），由此可以判斷該零件開裂嚴(yán)重；起皺區(qū)無顏色顯示，說明無起皺現(xiàn)象，從圖中可以看出開裂的原因是局部主應(yīng)變過大。從圖5b看出開裂的位置分布于零件形狀較復(fù)雜的周邊側(cè)壁區(qū)域。引起該零件開裂的原因主要有三個(gè)：一是，周邊R角過小，局部過于尖銳，存在應(yīng)力集中；二是，零件側(cè)壁高度較大、拔模角度很小，材料橫向流動(dòng)受阻，材料補(bǔ)給困難，在零件的橫向基本靠局部區(qū)域材料拉脹成形，產(chǎn)生過大的主應(yīng)變；三是，拉延筋阻力以及壓邊力過大，材料流動(dòng)困難。

為解決開裂問題，我們首先在不修改零件結(jié)構(gòu)的前提下對(duì)拉延工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，減小了拉延筋的阻力，得到了圖6a所示的成形極限圖，從中可以看出無破裂區(qū)域，但臨界起皺區(qū)（藍(lán)色區(qū)）和起皺區(qū)（紫色區(qū)）所占面積較大，說明零件局部存在較嚴(yán)重的起皺現(xiàn)象；從圖6b中可以看出起皺的位置主要分布于零件周邊區(qū)域。該零件產(chǎn)生起皺的原因主要有2個(gè)：一是，零件局部區(qū)域形狀變化急劇且較復(fù)雜，致使局部材料堆積；二是，拉延筋的阻力以及壓邊力過小，材料流入過多。起皺位置大部分在打開背門時(shí)是可見的，影響了整車的外觀質(zhì)量，所以這樣的區(qū)域表面質(zhì)量要求較高，通常不允許有起皺出現(xiàn)。由以上分析可知，此零件無法同時(shí)消除開裂和起皺的缺陷。為了驗(yàn)證數(shù)值模擬分析結(jié)果的正確性，采用此方案生產(chǎn)出了第一批軟模件，得到了圖7所示的實(shí)物圖。從圖7中可以看出，背門內(nèi)板最上部的兩個(gè)角有明顯起皺現(xiàn)象，玻璃窗框的左右下角部雖然經(jīng)過了人工打磨，仍然可以看出起皺的痕跡，說明此處起皺很嚴(yán)重。圖6和圖7對(duì)比可發(fā)現(xiàn)，數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際生產(chǎn)所得到的結(jié)果基本吻合，從而也證明了數(shù)值模擬對(duì)板料成形分析具有很大的指導(dǎo)意義。工藝改進(jìn)及其數(shù)值模擬分析 1.工藝改進(jìn)

背門內(nèi)板形狀復(fù)雜，拉延時(shí)存在開裂與起皺的矛盾，為了克服這個(gè)矛盾，且在不修改零件結(jié)構(gòu)的前提下得到合格產(chǎn)品，本文采用了一種改進(jìn)的工藝，新工藝所建立的有限元工具體如圖8所示。其工作過程如下：

（1）板料放置在下壓邊圈上，上壓邊圈下行與下壓邊圈接觸將板料壓??；

（2）上壓邊圈與下壓邊圈以及板料一起下行，與凸模共同成形出上壓邊圈所具有的零件形狀；

（3）凹模下行，與內(nèi)壓邊圈以及凸模共同成形出剩余的零件形狀。2.工藝改進(jìn)后的數(shù)值模擬結(jié)果分析為了快速驗(yàn)證工藝改進(jìn)后的成形性，在AutoForm軟件中對(duì)背門內(nèi)板進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，分析中所用的拉延筋阻力與工藝改進(jìn)前的第一種情況相同，得到成形極限圖（見圖9a），從圖中可以看出零件無開裂、起皺缺陷出現(xiàn)，只有極少數(shù)位置有開裂風(fēng)險(xiǎn)，后期通過模具調(diào)試可以解決，小部分區(qū)域存在壓應(yīng)力，材料有增厚的趨勢(shì)。從圖9b中可以看出，在零件的可見區(qū)域不存在起皺現(xiàn)象，整個(gè)沖壓件無開裂區(qū)域，質(zhì)量達(dá)到了要求，說明改進(jìn)后的工藝能有效解決開裂和起皺的矛盾，可獲得質(zhì)量較高的沖壓件。但此工藝還需后期實(shí)際生產(chǎn)來進(jìn)一步驗(yàn)證。以下從工藝改進(jìn)前后成形過程的對(duì)比來分析工藝改進(jìn)后能夠獲得合格沖壓件的原因。圖10所示為工藝改進(jìn)前的部分成形過程，從中可以看出，零件周邊復(fù)雜的形狀與內(nèi)部凹陷的形狀同時(shí)成形，最高點(diǎn)A先接觸板料，進(jìn)料方向只能由外向內(nèi)，當(dāng)拉延筋的阻力較大時(shí)，周邊形狀復(fù)雜處無法得到足夠的材料補(bǔ)給，主要依靠局部材料的拉脹成形；當(dāng)主應(yīng)變大于材料的極限應(yīng)變時(shí)，零件周邊側(cè)壁發(fā)生開裂，零件中心形狀是凹陷的，同時(shí)內(nèi)部較平坦，板料線長較大，有足夠的板料成形；當(dāng)拉延筋的阻力和壓邊力較小時(shí)，致使進(jìn)料速度過快，內(nèi)部局部區(qū)域會(huì)出現(xiàn)起皺現(xiàn)象。圖11為工藝改進(jìn)后的部分成形過程，成形時(shí)零件周邊復(fù)雜的形狀最先成形，隨著上壓邊圈下行，內(nèi)部板料由弧形逐漸被拉直，說明在成形周邊復(fù)雜的形狀時(shí)，進(jìn)料方向不單是由外而內(nèi)，內(nèi)部的材料也會(huì)進(jìn)行補(bǔ)給，材料優(yōu)先貼合在凸模上，周邊材料得到聚存，故側(cè)壁得到了較好的形狀，開裂問題得以解決；由于內(nèi)部材料向外側(cè)流出，材料線長縮短，內(nèi)部形狀成形時(shí)無法從外側(cè)得到材料，只能依靠材料的局部拉脹成形，保證了內(nèi)部局部區(qū)域不會(huì)起皺。所以，從理論上也說明此工藝方案能有效地解決開裂和起皺問題，保證能夠得到合格的產(chǎn)品。背門內(nèi)板沖壓工序排布

采用數(shù)值模擬分析手段對(duì)該零件的成形進(jìn)行分析后，確定出板料大小、沖壓方向和分模線的位置等，根據(jù)得到的相關(guān)數(shù)據(jù)制定沖壓工序排布簡(jiǎn)圖，為后期模具方案的制定提供指導(dǎo)。在工序分配時(shí)要考慮零件的沖壓成形性、穩(wěn)定性和模具結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可行性、難易程度，以及各工序間的銜接和沖壓生產(chǎn)流程等。

此零件孔洞較多，且各類孔的沖切方向不同，給工序安排帶來很大困難?？祝ò▓A孔和非圓孔）沖切的一般原則為：孔徑（特指圓孔直徑和非圓孔的最小直線距離）不大于6mm時(shí)，沖切方向與孔平面法線角度不大于5?；孔徑在6～12mm之間時(shí)，沖切方向與孔平面法線角度不大于10?；孔徑大于12mm時(shí)，沖切方向與孔平面法線角度不大于15?。按此原則并結(jié)合該零件孔的功能和屬性，同時(shí)考慮模具各部分的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，把沖孔安排在3個(gè)工序中完成。

經(jīng)過以上分析并結(jié)合數(shù)值模擬分析結(jié)果，最終成形工序排布為：OP05，落料→OP10，拉延→OP20，修邊+沖孔→OP30，整形+沖孔+側(cè)沖孔+翻邊→OP40，整形+沖孔+側(cè)沖孔。各工序間零件的旋轉(zhuǎn)角度因不能大于10?，所以O(shè)P20工序相對(duì)于OP10工序以Y軸為中心旋轉(zhuǎn)了8?；OP30工序相對(duì)于OP20工序以Y軸為中心旋轉(zhuǎn)了9?；OP40工序相對(duì)于OP30工序以Y軸為中心旋轉(zhuǎn)了10?。修邊和沖孔時(shí)要充分考慮廢料的排出或收集，在OP20序修邊時(shí)，兩處廢料刀因工藝所限布置為刀背對(duì)刀背形式，廢料切斷后會(huì)滯留在兩廢料刀之間，需預(yù)留廢料提升器，以保證廢料順利排出。詳細(xì)工序排布如圖12所示。結(jié)語

汽車背門內(nèi)板由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且具有一定的特殊性，在成形時(shí)容易出現(xiàn)開裂和起皺等缺陷，并且這兩種缺陷很難同時(shí)消除，往往在消除一種缺陷的時(shí)候會(huì)造成另一種缺陷產(chǎn)生。本文采用兩種工藝方案在AutoForm軟件中分別對(duì)背門內(nèi)板進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，通過結(jié)果對(duì)比分析，工藝改進(jìn)后的方案能夠解決開裂和起皺的矛盾，得到質(zhì)量合格的沖壓件。因此，對(duì)于有背門內(nèi)板類似結(jié)構(gòu)的零件，如左右車門內(nèi)板等，都可以采用本文中改進(jìn)的方案進(jìn)行成形，解決開裂和起皺缺陷。雖然數(shù)值模擬分析得到了較好的結(jié)果，但此改進(jìn)方案還有待實(shí)際生產(chǎn)的驗(yàn)證。

借助數(shù)值模擬分析方法，為沖壓成形的評(píng)估提供了重要參考，可以制定出較合理的沖壓工藝，為模具方案的制作提供參考。作者：孫芬芬 譚植文 魏憲波 馮擎峰

第五篇：《汽車裝配與調(diào)試工藝》試題答案庫

《總裝配工藝》答案

一、填空題（每空1分）

5．汽車車輪定位主要有前束，主銷內(nèi)傾，主銷后傾，車輪外傾四個(gè)參數(shù)。

8．汽車底盤通常由傳動(dòng)系，行使系，制動(dòng)系，轉(zhuǎn)向系 等四部分構(gòu)成。

11．汽車懸架通常由 彈性元件、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成。

13．發(fā)動(dòng)機(jī)五大系統(tǒng)指冷卻，潤滑，點(diǎn)火，起動(dòng)，供給。

16．汽車通常由發(fā)動(dòng)機(jī)，底盤，車身，電氣設(shè)備 四部分組成。

23．發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作溫度為90~95oC。

36、根據(jù)懸架結(jié)構(gòu)的不同，車橋分為整體式車橋和斷開式車橋。

37、驅(qū)動(dòng)橋由主減速器、差速器、半軸和橋殼等組成。

48、發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)包括氣環(huán)和油環(huán)兩種。

49、發(fā)動(dòng)機(jī)缸套有干缸套和濕缸套兩種。

50、在車輛類型代號(hào)中，1表示載貨汽車，5表示專用汽車。

二、名詞解釋（每題5分）：

6．最小離地間隙(C)：汽車滿載時(shí)，其中間區(qū)域最低點(diǎn)離其支承平面間的距離。

15.汽車的通過性：是指能以足夠高的平均車速通過各種壞路和無路地帶及各種障礙的能力

4、汽車開動(dòng)時(shí)，汽油機(jī)進(jìn)的是汽油和空氣的混和氣，柴油機(jī)進(jìn)的是空氣。（√）

5、傳動(dòng)系作用：將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)車輪，并適應(yīng)行駛條件的需要，改變扭矩的大小，以保證汽車的正常運(yùn)行。（√

13、發(fā)動(dòng)機(jī)五大系統(tǒng)指燃料系、潤滑系、冷卻系、啟動(dòng)系、傳動(dòng)系（汽油機(jī)專用）。（×）

5、懸架的作用？（6分）

緩和、吸收車輪在不平路面上所受到的振動(dòng)和沖擊，以及傳遞力和力矩。

6、汽車跑偏的原因主要有哪些？（10分）

1）、汽車左右車輪，特別是前軸的左右車輪（轉(zhuǎn)向輪）制動(dòng)器的制動(dòng)力不均勻，2）、制動(dòng)時(shí)懸架導(dǎo)桿系與轉(zhuǎn)向系拉桿在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)。

10、離合器的功用？

①保證汽車平穩(wěn)起步。②防止傳動(dòng)系過載。③保證傳動(dòng)系換檔時(shí)工作平順。

11、試說出總裝車間常用的裝配工具？

1）風(fēng)動(dòng)扭力扳手 2）雙頭開口扳手 3）活絡(luò)扳手

4）定扭矩扳手5）扭力檢測(cè)扳手 6）雙頭梅花扳手

7）套筒扳8）旋具9）套筒

14、已知某495QA型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞行程為115mm,試計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的排量VL,如果此發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比ε=16.5，試計(jì)算

燃燒室的容積。

6Vh=ΠD*D*S/4*10=3.14*95*95*115/4*10

=0.815L

排量 VL= Vh*I=3.26L

由ε=(Vc+ Vh)/ Vc得燃燒室容積

Vc= Vh/(ε-1)=0.05