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轉(zhuǎn)發(fā)自：模具工業(yè)

作者：王沖1，李貴2，張學(xué)文賈雪1 （l.北京汽車集團有限公司，北京101300； 2·武漢科技大學(xué)機械自動化學(xué)院，湖北武漢430081）揚州鍛壓\揚州沖床\揚鍛\yadon\沖床廠家\壓力機廠家\鍛造廠家\

量產(chǎn)要求而展開的同步分析，在整車開發(fā)過程的工作內(nèi)容主要分為4個階段，即對標(biāo)車分析階段、造型設(shè)計階段、零件工程化階段和樣車制作階段。在整個開發(fā)周期中，沖壓SE工作對車身零件的設(shè)計優(yōu)化起著關(guān)鍵作用。圖2所示為沖壓SE在整車開發(fā)過程中的應(yīng)用流程圖。

新車開發(fā)前期介入沖壓SE，對零件設(shè)計初期進行成形性分析和模具工程預(yù)分析，及早發(fā)現(xiàn)制造工藝及成本問題，對造型及關(guān)鍵特征進行合理優(yōu)化。在零件工程化階段，依據(jù)具體數(shù)據(jù)從零件品質(zhì)、模具結(jié)構(gòu)、可操作性、制造成本等因素出發(fā)，對關(guān)鍵零件的成形性及工藝性進行審查，提出工程更改申請書(ECR) ,及時反饋給零件設(shè)計部門，并跟蹤零件結(jié)構(gòu)變更后的狀態(tài)進行分析。經(jīng)過與零件工程師進行技術(shù)交流，使零件結(jié)構(gòu)達到最優(yōu)。在樣車制作階段，沖壓SE主要是驗證零件成形性，評估量產(chǎn)可行性。對于存在成形缺陷的零件需要分析問題產(chǎn)生的原因并判斷量產(chǎn)時的質(zhì)量風(fēng)險，提出進一步優(yōu)化零件設(shè)計的建議。

在整車開發(fā)過程中通過幾輪沖壓SE分析，車身零件的工藝性會得到最大程度的優(yōu)化，使零件量產(chǎn)時的調(diào)試成功率顯著提高。同時經(jīng)過不斷總結(jié)積累經(jīng)驗，以零件為單位建立一個豐富智能的沖壓SE 數(shù)據(jù)庫，以供后續(xù)新車開發(fā)中零件設(shè)計及沖壓SE工作作為參考。

4汽車側(cè)圍外板案例分析

以某車型的側(cè)圍外板為例說明如何通過沖壓 SE實現(xiàn)優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)的過程，并提出具體的優(yōu)化方案。

4 · 1零件介紹

圖3所示為某側(cè)圍外板零件，零件材料為 DC06，料厚為0·7mm，擬采用自動化方式進行生產(chǎn)。現(xiàn)從沖壓SE的開發(fā)思路對零件沖壓成形性、工藝方案、材料性能及利用率等方面進行優(yōu)化分析。

4·2沖壓CAE建模與分析

采用沖壓CAE軟件Autoform4 ·4版本對零件的沖壓工藝方案進行建模，并對其沖壓成形性進行仿真模擬。初始設(shè)定的坯料形狀及尺寸如圖4所示，初始具體的成形模擬參數(shù)設(shè)置：壓邊力為2 200 kN：壓邊圈行程設(shè)為225 mm；摩擦因數(shù)為0 ·巧：最小

圖4零件坯料形狀尺寸

圖3 零 件

單元尺寸為1.5 mm

通過對坯料尺寸、拉深筋形狀及位置、工藝補充面、壓料力等沖壓成形工藝條件和參數(shù)進行反復(fù)調(diào)整，經(jīng)多次模擬分析，直至最佳的材料流動，以達

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到最大限度成形出合格拉深件的目的。圖5所示為板料成形后的拉深件示意圖。

修邊線拉深后坯料線材料流動控制點坯料線\ 7

材料流動 材料流動控制點 控制點

材料流動控制點 最大減薄量66、4％

圖5成形后拉深件示意圖 圖7減薄率示意圖

4，3成形缺陷判定 進行調(diào)整改進。側(cè)圍外板屬于外觀件，成形后的沖

利用CAE分析軟件的后處理功能對板料拉深 擊痕和滑移線需要判定，結(jié)果如圖8、圖9所示。山

成形效果進行評價，如圖6、圖7所示，圖6中A以處 圖8、圖9可以看出沖擊痕未出現(xiàn)在零件A級區(qū)域，

破裂。 滑移線寬度未超出零件圓角區(qū)域，因此不會影響零件外觀效果，此類缺陷可以忽略。

4．4結(jié)構(gòu)設(shè)計改進

根據(jù)上述拉深成形模擬分析結(jié)果，可以看出零件的主要缺陷為減薄、開裂，解決此類缺陷的一般方法為：加大局部特征圓角，增加局部側(cè)壁斜度。以圖6中c、D兩處缺陷為例，對零件局部結(jié)構(gòu)制定

圖6拉深成形效果圖 改進對策，c面加大如圖10中白線所示，側(cè)壁傾斜角度加大，由8mm更改為R15mm D處缺隋白色

根據(jù)成形結(jié)果，由于零件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，多 圓角漸漸加大，由RIOmm加大到R15mm，如圖I l

處局部發(fā)生破裂，為消除缺陷需要對零件局部特征 所示，其余缺陷處局部改進措施類似。

移動后圓角切線

A面邊界

初始圓角切線

圖8

圖9

移動后圓角切線

圓角邊界

圓角邊界

零件沖擊痕示意圖

零件滑移線示意圖

側(cè)圍外板結(jié)構(gòu)經(jīng)過上述改進后，沖壓工藝缺陷消除。圖14所示為零件改進后拉深成形效果，開裂現(xiàn)象完全消失；圖巧所示為零件改進后減薄率示意圖，零件最大減薄量僅為16·39％。沖壓SE工作為零件生產(chǎn)提供了一定的工藝依據(jù)，避免了后期在模具制造時，因設(shè)計改動造成零件開發(fā)周期延長，成本增高的風(fēng)險，取得了良好的效果。

C面加大圖10 C處缺陷改進對策示意圖

D-D

變史后

變更前

圖11 D處缺陷改進對策示意圖

根據(jù)沖壓工藝修邊可行性準(zhǔn)則，對零件邊界進行工藝檢查，發(fā)現(xiàn)兩處邊界需要調(diào)整，按灰色橢圓所示調(diào)整零件邊界，使零件邊界距圓角最小3mm，后門洞邊界同樣檢查調(diào)整，如圖12所示。圖13所示也按灰色橢圓所示調(diào)整零件邊界，使零件邊界距圓角最小3mm

邊界調(diào)整

圖12零件邊界1調(diào)整示意圖

3

邊界調(diào)整 沖滿0瞓協(xié)，粼到燈坳琊驍醞硐@姊

。西這的0密、喔》@以0韋這堡聲磊，蓀襠生尋每#船汕《

圖13零件邊界2調(diào)整示意圖

圖14 改進后零件拉深成形效果圖

o，

最量

圖巧改進后零件減薄率示意圖

5結(jié)束語

沖壓成形是車身覆蓋件制造過程中應(yīng)用最廣泛的工藝之一，如果在車身開發(fā)前期的造型沒計階段、零件工程化階段及樣車制作階段不能充分考慮沖壓工藝的影響，在后期模具制造時，會導(dǎo)致零件制造工藝復(fù)雜，甚至無法制造模具的問題。此時若大幅度改動或重新設(shè)計零件，將嚴(yán)重影響整車開發(fā)進度，增加開發(fā)成本。

在汽車車身開發(fā)過程中應(yīng)用沖壓SE，有利于縮短車身開發(fā)周期，提高零件質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本以及實現(xiàn)制造的柔性化，快速響應(yīng)市場變化以提高在汽車市場中的競爭力。同步工程是汽車企業(yè)在日益激烈的市場競爭中求生存、求發(fā)展的一種有效方法，也是國內(nèi)盡快吸收、消化國外先進技術(shù)，迅速提高自主設(shè)計能力，實現(xiàn)跨越式發(fā)展的必要手段。

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U 形支承件彎曲模設(shè)計

余健1，向，心海

（1.浙江嘉興南洋職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程分院，浙江嘉興314001； 2．浙江嘉興海鯤模具廠，浙江嘉興314001）

摘要：以U形支承件彎曲為例，分析了彎曲成形工藝，針對外觀件不能有明顯壓痕和拉絲痕的特點，將凹模設(shè)計成圓柱滾子結(jié)構(gòu)，實踐證明這種結(jié)構(gòu)可以減小彎曲時的摩擦阻力，降低摩擦熱量，延長模具笨件的使用壽命，保證成形零件的質(zhì)量，對類似零件的成形提供一定的參考作用。關(guān)鍵詞：U形彎曲；圓柱滾子；沖壓中圖分類號：TG386．31文獻標(biāo)識石馬：B文章編號：1001一2168（2016）03一m34一03 DOI：10」6787/j．cnki．1001一216& dmi．2016．03．009

Design Of bending die for U-shaped supporting part

YU Jian，GAO Zhi-hai

(). Department of Mechanical and Electrical Engineering，Jiaxing Nanyang Polytechnic

Institute，Jiaxing，Zhejiang 314001，China; 2.Zhejiang Jiaxing Haikun Die & Mould Factory， Jiaxing，Zhejiang 314001，China)

Abstract: The bending forming process Of a U-shaped supporting part was analyzed. In View Of the requirement Of part，s appearance without obvious indentation and drawing mark，the die was designed a cylindrical roller. The practice proved that the structure reduced the friction and heat，improved the service life of the die and ensured the forming quality Of parts.

曲模。由于材料較厚，且對外部彎曲面的質(zhì)量要求

沖壓工藝設(shè)計包括沖壓件的成形性分析和沖 較高，普通U形彎曲模雖然結(jié)構(gòu)簡單，但成形的零

壓成形方案的確定，良好的沖壓工藝性和合理的工 件質(zhì)量難以控制，廢品率較高，決定通過改進凹模

藝方案在延長模具零件使用壽命的同時可獲得質(zhì)量穩(wěn)定的零件卩]。圖1所示零件為U形支承件，材料 結(jié)構(gòu)，重新設(shè)計U形彎曲模。

為45鋼，料厚為7，8 mm,原工藝采用普通單工序模 2工藝分析

生產(chǎn)，分別為：D落料、沖孔復(fù)合模：2普通U形彎

從圖1可以看出，零件結(jié)構(gòu)簡單，在落料沖孔后就是U形彎曲。由于零件為外觀件，對外側(cè)外觀要

收稿日期：20巧一12一09

作者簡介：余健0982一），男（漢族），河南新縣人，講師，主要從 求較高，不得有壓傷、壓痕及彎曲時所產(chǎn)生的拉絲

事模具設(shè)計與制造的教學(xué)和研究工作。 痕等缺陷。零件材料厚度達到7，8 mm,如采用普通

參考文獻：

卩]劉細(xì)芬，黃華艷℃AE技術(shù)在汽車覆蓋件模具設(shè)計中的研究與應(yīng)用湃現(xiàn)代制造工程，200900）：45一4&

罔李貴，柳玉起，孫世巖，等，基于UV線的幾何旋轉(zhuǎn)變形回 彈補償算法湃華中科技大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，40 （9）：106一109． compensation system for advanced high—strength steel parts[J].International Journal of Advanced Manufacturing Techn（擊）gy，2014，70（1一4）：413一427．

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Key words: U-bending; cylindrical roller; stamping

[311.1 GUI,LIU YUQI,DU TING,et al.Algorithm research 進[J]．模具工業(yè)，20巧，4埠0）：34一37、 and system development on geometrical springback