1.1 零件造型
侧围外板尾灯处的造型根据车型外不雅观需求各不相同,某车型侧围外板尾灯处造型如图1所示,从A-A截面可以看出,在冲压方向下尾灯处的A面(外不雅观面)坡度陡,棱线位于型面的高点,且棱线处下模R角仅为R1.3 mm,因此在拉深成形过程中大概率会产生滑移。尾灯处全体轮廓变革急剧,最小曲率半径仅为R260 mm,且后工序为压缩类翻边整形,易起皱。在翻边面的下端存在多个缺口,仅保留须要点焊的耳片,通过此构造可以缓解翻边面下端起皱的情形。
图1 某侧围外板尾灯处造型
1.2 拉深成形问题及办理方法
由于尾灯处棱线R角过小,拉深成形时必须将棱线进行过拉深处理,常日将R角加大至R5 mm,担保拉深成形时不开裂,且减轻棱线处的打仗应力,从而减缓滑移。为担保缺口处的修边为直修边,拉深补充造型如图2所示。
图2 侧围外板尾灯处拉深补充造型一
通过CAE剖析可以看出(见图3),侧围外板尾灯处棱线R角先触料,虽然棱线R角已加大,但打仗压力仍旧较大,且滑移线超出棱线R角8 mm,反波折应变局部已超出许可范围,因此零件拉深产生滑移的风险较大。
图3 侧围外板尾灯处拉深造型一CAE剖析结果
为了减轻尾灯处棱线的拉深滑移,可以采纳其他办法进行掌握,如变动冲压方向、调度板料流入量、优化补充造型等。由于变动冲压方向会影响其他区域的成形,导致更多的问题产生,不能变动;虽然调度板料流入量会改进棱线滑移,但是应力应变也会产生一定的变革,零件可能会达不到塑性变形哀求,选择优化拉深补充造型来改进滑移。
将修边线以外的补充面加高,如图4所示,最高点高于棱线10 mm,在成形过程中补充面先触料,由于补充面提前将板料撑起,改变了棱线成形的波折角度,减轻棱线处的打仗应力(见图5)。采取优化后拉深造型二的剖析结果如图6所示,滑移线超出棱线R角切线6 mm,比较拉深造型一的剖析结果减少2 mm,且反波折应变降至0.003以下,滑移风险大幅降落。
图4 尾灯处优化拉深造型二
图 5 拉深补充优化前后剖析比拟
图6 侧围外板尾灯处拉深造型二CAE剖析结果
1.3 翻边整形问题
从图7可以看出,尾灯处翻边面分高下两部分,上部分侧壁面角度与车身Y方向同等,下部分为耳片,与上部分夹角为9°,尾灯处上部为翻边,下部为整形。由于翻边轮廓最小曲率半径为R260 mm,且翻边为压缩类翻边,成形过程中易起皱,翻边面下部分开多处缺口可有效缓解起皱。
图7 侧围外板尾灯处翻边面造型
将尾灯处的翻边面造型一次成形到位,剖析结果如图8所示,由于耳片部分整形深度较深,成形过程中优先触料,在翻边轮廓线为弧线处的缺口位置多余材料聚拢,产生棱线R角上抛,导致翻边圆角不顺,此毛病为外不雅观A类毛病,不能接管。
图8 一次翻边整形到位剖析结果
2零件构造优化
针对在缺口处翻边整形棱线R角上抛的问题,可通过修正零件轮廓,取消缺口造型(见图9),优化翻边面的轮廓,担保翻边整形镶件同时触料,可有效办理棱线不顺的问题。
图9 取消缺口后剖析结果
虽然棱线R角上抛的问题得到办理,但由于取消缺口导致下部分的翻边面起皱情形加剧(见图10),此面为焊接面,质量哀求较高,起皱严重不能接管。
图10 取消缺口后剖析成形过程起皱
3工艺方案优化
通过优化零件缺口轮廓并不能完备办理成形问题,棱线R角光顺和翻边面不起皱两者相互抵牾,不能同时知足,还须要进一步对成形工艺方案进行优化。优化后的工艺方案第一步先翻边上部分,第二步再整形耳片,这样在第一次翻边时镶件同时触料,担保棱线R角光顺,且翻边面不起皱,详细工艺方案如图11所示。CAE成形剖析结果如图12所示,成形过程中无起皱征象,且成形到底后棱线R角光顺。
图11 优化后冲压工艺排布
(a)拉 深 (b)修 边 (c)翻 边 (d)整 形
图12 工艺优化后CAE剖析结果
4效果验证
采取优化后的拉深补充造型及工艺方案,经由CAE剖析验证无成形问题,零件实际成形后滑移线不可视,且终极零件尾灯处焊接面通过翻边整形后办理了棱线上抛问题,知足质量哀求,目前零件已批量生产,如图13所示。
图13 批量生产零件
▍原文作者:毕四龙丁哲郑朝锋
▍作者单位:四川成飞集成科技株式会社