陈庆 李晓刚 姚野
汽车油箱底壳与一般冲压件比拟具有轮廓尺寸大、外形复杂和外形纰谬称等特点，一般需经由拉延、切边和冲孔等工序才能获得最终零件。因为零件在拉延变形过程中拉延深度较大，导致零件遍地的变形和应力不均，所以拉深外面须要借助压边圈下的材料弥补。同时，零件的表里面在成形过程中会产生拉延胀形，轻易出现起皱和拉裂等缺点。板料有限元仿真近年来在精度和仿真运算速度上都有较大的进步，使得仿真成果加倍精确、靠得住，然则成形仿真的成果无法给出各身分变量与评价成形质量的目标之间具体的关系，是以必须建立多身分变量与成形成果目标之间的数学模型，从而可以或许对成形质量进行多方面综合控制研究。为了进步本零件的成形质量，本文经由过程正交实验设计与仿真技巧相结合，经由过程大量计算找出了各身分对冲压成形质量的影响程度以及最优参数组合，以期为冲压工艺的制订和材料精确供给供给指导。
成形仿真及模型建立
油箱底壳零件CAD模型以IGS格局导入软件。在软件中进行压料面和工艺弥补面的设计，因为油箱底壳端面为同一平面，故使压料面在此端面生成。在此基本上调剂冲压偏向，并偏置出压边圈、凸模和凹模。为了更好地控制板料流动，使板料变形流动平均，在凹模和压边圈上建立了等效拉延筋。
油箱底壳采取ST16商标矩形材料，板料厚度为0.8mm，板料尺寸为840mm×660mm，材料机能参数为：屈从强度136MPa，抗拉强度279.5MPa，应变强化指数为0.245，0°偏向厚向异性指数为2.29，45°偏向厚向异性指数为2.03，90°偏向厚向异性指数为2.49，强化系数为503，断后伸长率为45%。摩擦系数取0.15，压边力取2.4×106N，计算精确度按惯例进行，则可经由过程计算获得油箱底壳成外形态图、FLD、主应变云图、次应变云图、厚度云图和厚度减薄云图等。
正交实验筹划设计
根据正交实验设计理论，可以应用数理统计学与正交性道理，从大量的实验数据中遴选适量的具有代表性的数据，应用正交表合理安排实验。正交实验的设计办法具有程度平均性和搭配平均性的特点，选择实验中每个因子的程度出现次数雷同，每个程度因子不反复出现，且任何2个因子搭配都以雷同的次数出现。正交实验可以肯定各身分对响应指标的影响程度，获得最佳响应指标各身分的设定程度以及各身分对响应指标影响最小的程度，从而获得最佳程度值。
在本文正交实验设计中，身分包含压边力、摩擦系数、屈从强度、抗拉强度、n（应变强化指数）和r（厚向异性指数）等6个，响应指标为零件的最大减薄率，该指标可以或许评定零件是否产生开裂和起皱。
数据处理及成果分析
直不雅分析。根据正交实验设计成果，初步分析第5，11组数据最好（最大减薄率分别为21.5592%，21.7139%），第23组数据最差（最大减薄率为50.5313%），但哪个身分是关键影响身分无法断定，不克不及起到选优的感化。是以，须要对成果进行深刻分析。
极差分析。仿真成果极差分析见表3。
优选筹划。比较k1—k5的大小可知，屈从强度最优值（k为最小值）为115MPa。同理，抗拉强度最优值为300MPa，n最优值为0.26，r最优值为2.1，压边力最优值为230kN，摩擦系数最优值为0.143。
经由过程有限元仿真软件建立了汽车油箱底壳有限元模型，进行仿真计算，应用正交实验设计办法对压边力、摩擦系数、屈从强度、抗拉强度、n和r等6个身分进行了设计，并经由过程仿真软件进行了仿真分析，肯定了6个身分对汽车油箱底壳冲压成形质量的影响程度由强到弱依次为摩擦系数、屈从强度、抗拉强度、压边力、r和n。经由过程对数据进行比较分析，找到了优选筹划的材料工艺参数组合，即屈从强度为115MPa、抗拉强度为300MPa、n为0.26、r为2.1、压边力为230kN和摩擦系数为0.143。影响实际临盆时零件产生开裂的原因除了以上6身分外还有其他身分，应用有限元仿真手段可以或许明显缩短设计开辟和现场调试时光，并及时调剂和优化参数，为实际临盆质量合格的产品供给了科学根据。
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