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侧围外板成形仿真及工艺优化

来历:       时候:  2014-12-01 10:30
侧围外板成形仿真及工艺优化
常桂静,梁桂荣,曾兵华
(重庆长安汽车股分无限公司模具奇迹部,重庆,401120)
择要:连系侧围外板工艺难点及特色,接纳经历设想和数值摹拟相连系的方式,拟定了其冲压工艺计划。应用数值摹拟软件对拉延成形停止摹拟和阐发,同时对后工序呈现的翻边开裂起皱题目停止了缘由阐发,接纳有用办法优化成形工艺,胜利处置了冲压件品质题目,为近似整机工艺计划的拟定供给参考。
关头词:侧围外板数值摹拟 开裂 起皱 优化
Forming analysis and Process Optimization of Side Outer panel
CHANG Guijing, LIANG Guirong ,ZENG Binghua
Abstract:The stamping process planning of side outer panel has formulated by using the method of numerical simulation and combining design experience. The numerical simulation of drawing process for side outer panel is studied by using the sheet metal forming analysis software Dynaform. The causes of crack and wrinkle in flanging process are analyzed.The problem have been solved through the effective technical measures, and the quality of the products is guaranteed. The study provide a reference for the process plan of similar part .
Key wordsside outer panel;numerical simulation;crack;wrikle;optimize
 
弁言
侧围外板是汽车外笼盖件中最为首要的整机,其外形庞杂、成形难度大、模具布局庞杂、拆卸干系最多,也就决议了它的外表品质及尺寸精度请求极高,是以侧围外板冲压工艺拟定是全部汽车车身开辟的手艺难点。 本文首要从侧围的冲压工艺设想方面动手,连系数值摹拟仿真手艺,对侧围的拉延成形历程停止了摹拟阐发。同时经由历程对后工序翻边整形开裂起皱题目的整改,堆集了侧围外板翻边整形题目处置方式的可贵经历,为处置此类题目供给了很好的参考感化。
整机的工艺性及无限元阐发
2.1 整机工艺性阐发及工序支配
图1所示为某侧围外板整机图,资料为DC05,料厚0.7mm。从图能够看出,该整机外形庞杂,型面高差较大,局部成形较多,是典范的汽车笼盖件。
    在侧围外板的制作历程中,要颠末落料、拉延、切边、翻边、冲孔等多道工序才能完成,而拉延工序是此中的关头,它间接影响到产物品质、资料操纵率、出产效力及制作本钱。如图1所示整机大局部棱线部位侧壁斜度小,圆角半径较小,变形过分集合,易发生塑性分裂。是以在工艺数模设想时做了过拉延处置,行将局部侧壁拔模角度增大,同时增大圆角半径。
产物冲压成形工艺简直定历程,便是阐发和展望板料在变形历程中能够发生的缺点,并接纳一定的办法,以消弭和避免冲压缺点,同时斟酌制作才能、冲压装备、投资本钱等身分。
 
 图1 某侧围外板整机图                                                    图2  落料外形
按照该整机的工艺性和自身的布局特色,连系现实出产环境,侧围外板的工艺历程以下:
工序一:落料
工序二:拉延
工序三:切边+整形+侧切+侧冲孔
工序四:切边+冲孔+整形+侧整+侧翻+侧切
工序五:翻边+侧翻+整形+侧冲孔+冲孔+切边
2.2 拉延成形数值摹拟
为了削减拉延的调试时候,从而延长出产周期,本文应用数值摹拟软件Dynaform停止了冲压成形阐发。在设想阶段对拉延历程中能够发生的缺点停止展望并加以消弭,为设想职员在模具设想和工艺参数拟按时供给靠得住的现实根据。
冲压成形阐发选用的资料为DC05,厚度0.7mm, 斟酌到资料操纵及整机的成形性,坯料接纳落料外形,如图2所示。磨擦系数为0.125,压边力为85t。颠末屡次的摹拟阐发计较及工艺优化,获得终究阐发成果如图3所示,由图能够看出整机拉延成形变形比拟充实,资料活动平均,产物局部无较着的开裂和起皱,现实出产的拉延工序件见图4。

图3  拉延成形阐发成果
 

现实拉延工序件
侧围外板前窗框A柱上部成形计划优化
3.1 A处侧翻边开裂、叠料的题目
该侧围外板模具颠末长时候的调试,最凸起的难点终究表此刻整机A柱上部(图1A处)侧翻边时轻易开裂,并在前端构成叠料,严峻影响模具的开辟历程,进而影响卸车。产物外形和翻边开裂叠料环境如图5和图6所示。

                   产物外形                                6   现实翻边开裂、叠料
3.2 缘由阐发
如图7所示,该侧围外板产物A柱上部侧翻边高度大(普通的侧围高度为25mm,该侧围高35mm),与翼子板搭接面台阶高10mm(普通的侧围高度为5~8mm),翻边线夹角很小的“三角形”,夹角只要146.7度摆布(夹角越靠近180度越不会构成叠料),致使侧翻边时在最高的尖角处扯破。别的,此外形决议了拉延时在“三角形”地区堆积了过量的资料,而此处侧翻边时的法兰面为立体,把三角外形的资料在侧围边上整形为立体,若是排不出过剩的资料一定构成叠料。
 
7   产物尺寸表示图
3.3 处置办法
侧围外板的A柱上部都是优先斟酌先切边再侧翻边的工艺,在此工艺没法处置叠料的题目时才斟酌操纵先侧翻边再切边的工艺。该侧围外板恰是接纳后一种工艺,即侧围外板在操纵先切边再侧翻边工艺造形叠料的环境下,改成先侧翻边再切边的工艺,颠末屡次的CAE阐发考证终究得出了一种较好的计划(如图8所示)。在拉延历程中尽可能的少堆积资料,侧翻边时把过剩的资料分离在一个较大的地区,到达消弭叠料的成果,CAE阐发成果如图9

      
 
                    图8   整改后数模外形                                 9   翻边CAE阐发成果

经由历程这类工艺优化后,拉延、翻边整形模具运转状况很好,试制件状况杰出(图10),A处地区无叠料景象,起皱景象根基消弭,焊接边的平坦度到达了焊装和总装的请求。

10   处置开裂、叠料题目的现实样件
侧围轮毂部位B处起皱严峻题目整改
      图1 B处叠料首要是由于整形量太大,致使整形时没法将资料完整接收和排挤,叠料环境如图11。
 
11   B处翻边叠料环境
原工艺接纳拉延出一局部外形后序整形的方式,整形量较大到达近8mm。在保证B处在拉延不开裂的环境下,此台阶尽可能拉延到位,使整形量绝对削减到3.5mm摆布,整形时叠料缺点消弭。整改前后数模对照以下图:
 
12   整改前后数模对照
               
13   整改后样件成果                                  14   出产出的及格整机
5、论断
1)连系数值摹拟仿真成果对拉延型面停止优化,能够大大改良整机成形时的力学前提,充实阐扬资料的塑性变形才能,保证拉延历程中无起皱、开裂呈现;
2)充实连系数值摹拟仿真手艺停止工艺计划设想,有用进步了模具设想品质和效力,进而延长模具设想、制作和调试周期;
2)完成了侧围内板的全工序CAE阐发,为进步产物开辟的胜利率和产物品质供给了有益保证;
3)提出侧围外板A柱上部、轮毂部位成形难点的公道处置计划,为今后别的车型侧围外板模具的开辟打下坚固的根本。
 
参考文献
[1]崔令江.汽车笼盖件冲压成形手艺.北京:机器产业出书社,2003.6
[2]杨玉英.大型薄板冲压手艺.国防产业出书社,1996:1199
[3]林忠钦等.车身笼盖件冲压成形仿真.北京:机器产业出书社,2005
[4]郑莹,李尚健等.汽车笼盖件成形数值摹拟研讨.中国机器工程,1997,8(4): 31~33
 
作者简介:常桂静(1979-),女(汉族),河北泊头人,工程师,首要处置笼盖件模具CAD/CAE/CAM方面的研讨与任务,地点:重庆市渝北区空港小道603号模具奇迹部,(德律风)023-67418856,(电子信箱)changgj@163.com

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