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汽车工业已成为我国国民经济的支柱产业。汽车零部件主要通过冲压模具进行成形,模具技术水平一定程度上代表了整个汽车制造技术的水平,越来越多的汽车厂商使用多工位级进模来实现汽车零部件的自动化生产,以提高生产效率、降低生产成本。然而,大型复杂多工位级进模自主开发能力不足是我国汽车工业和零部件生产企业共同面临的问题。有效运用数值模拟方法,解决大型复杂多工位级进模设计和制造过程中的关键技术问题,能够改变企业需要反复试模和修模的产品开发状态,提高相关技术水平和市场竞争力。本文针对产品尺寸大、形状复杂、成形精度高的大众某型汽车车门玻璃导轨结构件,对其多工位级进冲压工艺和模具总体结构进行了设计,运用Dynaform软件对级进冲压中所涉及的压弯-拉深、修边、整形、翻边等工序和回弹进行了有限元数值模拟,并基于有限元数值模拟对毛坯(翻边修边线)的精确设计和该导轨结构件的级进冲压成形质量控制进行了研究,预测了成形过程中可能出现的载体畸变、成形破裂和回弹缺陷,并采取了相应措施进行解决或控制,最后通过试验研究验证了数值模拟的有效性及合理性。本文研究内容和结论如下:(1)针对左右导轨结构件对称的特性,构建了左右件同时冲压成形的中间形状,并对零件进行了一步逆成形分析与坯料反求,最终确定了采用13工位级进模来成形的冲压工艺方案,对条料载体形式进行了设计,确定了等宽双侧载体、双排排样方案,并对多工位级进模进行了总体结构设计。(2)建立了复杂曲面下的翻边展开逆算模型,通过手动准确地选择将板料网格展开到多处呈直角连接的复杂曲面上,获得了初始近似修边线,将求得的修边线用于正向有限元模拟中,并根据模拟结果与理想高度的偏差对修边线进行不断迭代优化,获得了精确的翻边修边线。(3)对多工位级进冲压成形的数值模拟建模方法进行了分析和比较,根据导轨结构件的零件形状和相邻工位的工序件材料变形无相互影响的特点,选择采取单工位多工序方法进行有限元建模和模拟,确保了级进冲压成形和回弹数值模拟的准确、顺利进行。(4)对导轨结构件进行了多工序成形有限元数值模拟,基于数值模拟准确预测了成形过程中因模具结构或工艺设计不合理造成的载体畸变、拉深破裂和翻边破裂等成形问题,分析了其产生原因,并采取相应措施进行解决或控制,有效提高了工件的成形质量。(5)对大型复杂汽车结构件进行板料冲压成形模拟后,对工件各位置的回弹进行预测,针对切边回弹卸载后回弹量大或精度要求高的部位,利用分段切除余料使该部位的内应力得到释放,并采用镶拼模具结构进行整形能有效控制回弹。(6)对导轨结构件进行了级进冲压试验,结果表明通过成形质量控制的研究使载体畸变和成形破裂等问题得到了很好的解决;对压弯-拉深成形工序件板厚的实测值与模拟值进行了对比,最大相对误差仅为2.7%,并对回弹分析的模拟结果进行了实际测量验证,有效验证了成形数值模拟和回弹分析模型的可靠性,能够为实际生产提供指导作用。