摘 要

车门包边技术是实际汽车生产制造过程中必不可少的一环，直接决定了车门的质量和使用寿命，与车门内外板的连接强度息息相关。目前汽车包边技术多采用模具包边，但模具包边仍然存在设备费用高昂，不能柔性化生产。相比而言，滚压包边具有生产效率高，维护成本低等优势，但目前为止相对研究仍然较少。本文以电动轻卡钢铝复合车门包边工艺研究为研究对象开展研究，通过有限元分析软件Autoform探讨滚压包边对车门包边成形性的影响，车门外板材料设置为6016-T4，车门内板材料设置为DC03，主要通过机器人控制程序来操控三道包边滚轮的运动来实现包边工艺。本文研究内容主要如下：

(1)对目前国内外几种主流车门包边方式原理进行介绍，并分别介绍了模具包边、包边专机包边、机器人滚压包边的优缺点，同时介绍了电动轻卡以及钢铝复合车门的发展趋势，确认滚压包边系统三大组成部分：滚轮系统、滚边夹具系统和机器人滚边控制系统，阐述了本课题研究意义所在。

(2)对包边过程中可能产生的问题进行探讨，分析引起钢铝车门包边过程中板材起皱、开裂等问题的因素，以更好地对包边仿真进行优化和参数设置。

(3)详细介绍了Autoform在本次研究中的相关设置与调试，确定了三道滚轮在包边面上的最佳位置和角度，分别设置为锥形，锥形，圆柱形，并确定压平滚轮高为0.65*2 0.65=1.95mm。通过FLD图来揭示包边过程中定位不夹紧、板材底切等问题以重新调试。

关键词：钢铝车门；滚压包边；有限元分析；电动轻卡

ABSTRACT

The door edging technology is an indispensable part of the actual automobile production and manufacturing process. It directly determines the quality and service life of the door and is closely related to the connection strength of the inner and outer panels of the door. The background of automotive wrapping technology is that the die edge wrapping is more than rolling edge wrapping, and the development level of foreign wrapping edge technology has exceeded the domestic level. This article is based on the finite element-based electric light truck steel aluminum composite door wrapping process research as a topic to carry out research, through the finite element analysis software Autoform to discuss the rolling edge of the car door wrap forming effect, the door outer plate material set to 6016-T4 The material of the door inner panel is set to DC03, and the wrapping process is mainly achieved through a robot control program to control the movement of the three overlock rollers. The main content of this article is as follows:

(1) Introduce the principle of several kinds of mainstream door wrapping methods at home and abroad, and introduce the advantages and disadvantages of die wrapping, wrapping edge wrapping, and robot rolling edge wrapping respectively, revealing that the robot rolling edge wrapping technology Being immature is also the significance of this research.

(2) Discuss the problems that may arise in the wrapping process and analyze the factors that cause wrinkling, cracking, etc. of the sheet during the wrapping process of the steel-aluminum door to better optimize the wrapping simulation and parameter settings.

(3) Detailed description of Autoform's related settings and debugging in this study, which determine the best position and angle of the three rollers on the wrapping surface, respectively set to taper, cone, cylinder, and pressure The height of the flat roller is 0.65*2 0.65=1.95mm. The FLD chart was used to reveal the problem of positioning without clamping and sheet undercut during the edging process for re-commissioning.

(4) Mainly introduce the advantages and disadvantages of electric light trucks and steel-aluminum composite doors, and confirm the three major components of rolling and wrapping system: roller system, rolling fixture system and robotic edge control system.

Keywords: steel-aluminum door; rolling edging;finite element analysis; electric light truck

目 录

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1传统压合工艺国内外研究现状 1

1.2.2包边专机包边国内外研究现状 3

1.2.3机器人滚边国内外研究现状 3

1.2.4有限元模拟发展趋势 4

1.4课题研究目的及意义 6

第2章 电动轻卡钢铝复合车门包边工艺方式研究 7

2.1电动轻卡钢铝复合车门 7

2.1.1电动轻卡的优势以及发展趋势 7

2.1.2钢铝复合车门的优缺点 9

2.2车门包边工艺技术分类 10

2.3包边技术优缺点 10

2.3.1冲床设备压合模包边优缺点 10

2.3.2车门包边专机包边优缺点 11

2.3.3机器人滚边系统包边优缺点 11

2.4滚压包边系统构成 13

2.4.1滚轮系统 14

2.4.2滚边夹具系统 14

2.4.3机器人滚边控制系统 15

2.5车门包边过程中出现的质量问题和缺陷 16

2.6本章小结 18

第3章 车门包边有限元建模 19

3.1autoform基本介绍 19

3.1.1有限元分析基本原理及应用 19

3.1.2Autoform开发思路及功能 19

3.2滚压包边工艺设计方案 20

3.3 Autoform操作步骤和工序 21

3.3.1简化模型的包边方式的选择及设置 22

3.3.2车门外板的预包边设置 23

3.3.3包边机床设备的设定 24

3.3.4滚轮参数设定 25

3.3.5基准面的选择 26

3.4车门包边仿真的问题 27

3.5本章小结 32

第4章车门包边缺陷与工艺优化 35

4.1钢铝复合车门材料选择 35

4.2滚轮参数的调试 35

4.3滚轮速度的控制 35

4.4滚轮滚边点到滚边胎膜距离 36

4.5滚轮半径大小调试 36

4.6滚边次数的调节 37

4.7本章小结 37

第5章总结与展望 38

5.1总结 38

5.2展望 39

参考文献 40

致谢 43

插图表清单

图2.1电动轻卡电控系统

图2.2北美、欧洲及日本平均车辆铝用量

图2.3包边方式分类
图2.4滚边胎膜以及夹具系统

图3.1机器人滚边系统
图3.2滚边压力示意图
图3.3简化包边模型滚压包边
图3.4模具包边
图3.5车门外板模型

图3.6车门外板模型

图3.7冲压方向确定

图3.8滚压包边示意图
图3.9hemmingbed参数设置
图3.10滚轮形状
图3.11roller2、roller3参数设置
图3.12基准设置
图3.13包边部分不同基准剖面
图3.14成形极限图

图3.15板材开裂
图3.16飞边
图3.17包边起皱
图3.18滚轮在同一位置
图3.19滚轮在不同位置
图3.20滚轮速度控制

图4.1滚轮次数调节