轎車整體側圍沖壓工藝的優化

2016-12-01 by:CAE仿真在線來源:互聯網

1 引言

整體側圍是轎車車身覆蓋件中最為關鍵和重要的零件。其外形尺寸最大,裝配關系最多,表面質量要求高,形狀很復雜,成型難度大,尺寸精度要求高。隨著我國汽車工業的發展,轎車車型的開發換代越來越快,大量的側圍模具需要設計制造。目前國內轎車大部分車型的整體側圍都是由國外設計制造。近年來,國內一些模具供應商也開始了整體側圍模具的設計制造。研究整體側圍的成形工藝特點,并加以總結推廣,可以提高沖壓件零件質量,降低模具開發成本,提升國內模具供應商企業競爭力,擴大國內外市場,并帶來可觀的經濟效益。

2 零件側翻邊處工藝分析

某B級轎車側圍零件形狀如圖1所示。在前風窗、頂部、行李箱處由于與相關零件搭配要求,均需斜楔翻邊。正常情況下從模具成本考慮,在做工藝補充時,先過拉延 5毫米后展開到沖壓方向上正修邊。如圖2a所示。通過在AUTOFORM軟件中對斜楔翻邊過程進行模擬分析,可以看到由于側翻沖壓方向關系,斜楔鑲塊與制件接觸點位于正修邊處,如圖2b所示。此段零件剛性不足,在運動中很容易被斜楔鑲塊頂彎,造成最終件在下死點多料,形成起皺現象。此種缺陷一般廠家不會允許發生。

解決此問題通常情況下有2種方案。第一種方案是改變工藝補充面,采用斜楔修邊。缺點是增加模具制造難度和費用,同時廢料需從斜楔座下面流出,空間要足夠大,模具封閉高度要高,廢料排出也不暢。自動化生產時需考慮2次側修。第二種方案是追加一道翻邊模,將正修后的抹直。以上方案均會大量增加模具成本。

為了簡化模具結構節省模具開發成本,從工藝上進行優化處理。在過拉延后的側壁上做出2*2臺階,增加零件側翻時剛性,同時正修邊盡量靠近圓弧切點,如圖3a所示。將修改后的工藝數模導入AUTOFORM軟件中,進行側翻邊仿真模擬,可以看到,整個過程中此段零件無明顯拱起、彎曲,斜楔翻邊鑲塊到底時未發生起皺現象。

3 門框處工序布置

側圍門框處與門搭配,平整度要求較高,需要有整形工序。通常DL圖設計時考慮先修門洞,再對門框處用鑲塊整形。此種安排占用2道工序,會增加側圍模具工序數。現將OP20修邊與整門框復合在一起。如圖4所示。由于預修門洞時,無壓料修邊,且廢料剛性差,刀口上抬時有帶料現象。為解決這一問題,在OP20不修的廢料上成出5毫米深圓筋,如圖5所示,上刀口切入量3毫米,圓筋正好起壓料和防帶料作用。