汽车深拉深筒形件成形工艺数值模拟研究

成波

美特富精密拉深技术（无锡）有限公司 江苏无锡 214000

拉深是冲压中最主要的成形工艺之一，随着机械制造行业标准化程度越来越高，拉深件的制造不仅要满足大规模量产，而且对其质量和开发成本的要求也越来越高。使用CAE 软件对拉深成形工艺进行数值模拟优化也逐渐被认知，Unai Ulibarri等人利用Autoform软件对特殊材料的航空流线型拉深件进行数值模拟[1]。黄昭明等人对汽车C柱连接支架进行了多工位连续冲压成形的模拟仿真[2]，上汽通用五菱的徐冰锋等人也利用Autoform软件对汽车尾门外板的成形工艺进行分析和优化[3]。但目前Autoform软件在企业实际深拉深件的开发过程中使用较少。本文以汽车零部件中的深拉深筒形件为例，计算设计拉深成形工艺，使用Solidedge进行模具设计后导入Autoform软件对拉深成形进行数值模拟，分析拉深成形过程中的不足，并针对实际情况进行修正，从而获得合适的生产工艺，避免在生产中遇到工件成形质量的问题，减少工艺开发时间，降低模具设计及制造的成本。

产品工艺设计

此次拉深成形的筒形件为某汽车安全气囊气体发生器的壳体，材料是S420MC，屈服强度420MPa，抗拉强度500MPa左右，该材料成形难，工艺要求高。由于安全气囊外壳的特殊性，因此对壁厚的要求较高，壁厚要求至少2.2mm，外径为40mm，高度为70mm，如图1所示。由于拉深过程会使壁厚减薄，为了保证壁厚，可以先选用2.4mm的料板进行加工成形。

图1 圆筒形深拉深件

根据深拉深件的毛坯直径计算公式、拉深高度计算公式、拉深系数表以及模具圆角半径的选用表，来初定该拉深件的工序和尺寸[4]。……