轿车整体侧围冲压工艺的优化

2016-12-01 by:CAE仿真在线来源:互联网

1 引言

整体侧围是轿车车身覆盖件中最为关键和重要的零件。其外形尺寸最大,装配关系最多,表面质量要求高,形状很复杂,成型难度大,尺寸精度要求高。随着我国汽车工业的发展,轿车车型的开发换代越来越快,大量的侧围模具需要设计制造。目前国内轿车大部分车型的整体侧围都是由国外设计制造。近年来,国内一些模具供应商也开始了整体侧围模具的设计制造。研究整体侧围的成形工艺特点,并加以总结推广,可以提高冲压件零件质量,降低模具开发成本,提升国内模具供应商企业竞争力,扩大国内外市场,并带来可观的经济效益。

2 零件侧翻边处工艺分析

某B级轿车侧围零件形状如图1所示。在前风窗、顶部、行李箱处由于与相关零件搭配要求,均需斜楔翻边。正常情况下从模具成本考虑,在做工艺补充时,先过拉延 5毫米后展开到冲压方向上正修边。如图2a所示。通过在AUTOFORM软件中对斜楔翻边过程进行模拟分析,可以看到由于侧翻冲压方向关系,斜楔镶块与制件接触点位于正修边处,如图2b所示。此段零件刚性不足,在运动中很容易被斜楔镶块顶弯,造成最终件在下死点多料,形成起皱现象。此种缺陷一般厂家不会允许发生。

解决此问题通常情况下有2种方案。第一种方案是改变工艺补充面,采用斜楔修边。缺点是增加模具制造难度和费用,同时废料需从斜楔座下面流出,空间要足够大,模具封闭高度要高,废料排出也不畅。自动化生产时需考虑2次侧修。第二种方案是追加一道翻边模,将正修后的抹直。以上方案均会大量增加模具成本。

为了简化模具结构节省模具开发成本,从工艺上进行优化处理。在过拉延后的侧壁上做出2*2台阶,增加零件侧翻时刚性,同时正修边尽量靠近圆弧切点,如图3a所示。将修改后的工艺数模导入AUTOFORM软件中,进行侧翻边仿真模拟,可以看到,整个过程中此段零件无明显拱起、弯曲,斜楔翻边镶块到底时未发生起皱现象。

3 门框处工序布置

侧围门框处与门搭配,平整度要求较高,需要有整形工序。通常DL图设计时考虑先修门洞,再对门框处用镶块整形。此种安排占用2道工序,会增加侧围模具工序数。现将OP20修边与整门框复合在一起。如图4所示。由于预修门洞时,无压料修边,且废料刚性差,刀口上抬时有带料现象。为解决这一问题,在OP20不修的废料上成出5毫米深圆筋,如图5所示,上刀口切入量3毫米,圆筋正好起压料和防带料作用。