因此在前期产品设计阶段须要对翼子板的翻边构造进行剖析,同步工程剖析时须要进行精确的CAE仿照,以选择得当的翻边构造及方案合理的翻边工艺,避免后期的零件成形产生质量毛病。

图1 某车型翼子板

吉利汽车翼子板前保险杠处冲压工艺分析最前沿的分析技能  第1张

(a)开裂

(b)起皱

(c)圆角不顺

图2 翼子板前保险杠处翻边常见毛病

图1所示是某轿车翼子板,图2所示列举了后期模具开拓过程中常常碰着前保险杠处的圆角开裂、翻边起皱、A面凹凸及圆角不顺等质量毛病。

常见的翼子板前保险杠处构造

根据不同车型的属性哀求,翼子板与前保险杠的匹配安装构造存在一定差异,一部分车型前保险杠Y向安装点在翼子板上,另一部分车型前保险杠Y向安装点在支架上,支架与翼子板焊接在一起。
按照这种分类方法,翼子板前保险杠处的构造可以分为2类:一类为带有法兰面的整形构造;另一类为不带法兰面的翻边构造(见图3)。

(a)整形构造

(b)翻边构造

图3 翼子板前保险杠处2种不同搭接构造

常日情形下,带法兰面的整形构造紧张用于整形深度小于30mm且形状相对大略的情形;不带法兰面的翻边构造紧张运用在翻边深度超过30mm,翻边随意马虎起皱的情形。

常见构造工艺剖析

1

带法兰面整形构造工艺剖析

图4所示为某车型翼子板前保险杠处构造,整形深度约33mm,法兰面宽度约66mm,钣金材料为DC54D+Z。
分为5道工序成形,初步设定此位置处工序内容为:①拉深;②修边;③整形;④冲孔;⑤侧冲孔。

图4 带法兰面某车型翼子板前保险杠处构造

翼子板前保险杠处型面在工序①过拉深出部分圆角,紧张型面在工序③一次整形到位,通过CAE仿真软件AutoForm建立有限元模型对全部工序进行成形仿照剖析。

01

板料为DC54D+Z,其屈从函数如下:

板料厚度为0.7mm,材料参数为n=0.22,r=1.54,k=537.2,αs=160MPa,αb=309.6MPa。

02

板料采取等向指数强化模型,应力应变关系数学表达式为:

α=K•ε^n

式中:α——应力;K——硬化系数;ε——应变;n——硬化指数。

03

有限元剖析模型建立。
利用AutoForm软件自动进行工具体网格单元划分,并建立拉深工序及整形工序有限元模型,如图所示5,模型中凸模、凹模、压边圈、压料芯、整形刀块设为刚性材料,剖析中采取弹塑性壳单元理论,网格进行自适应4级划分。

图5 拉深及整形有限元剖析模型

为减少打算韶光,拉深筋简化为等效模型(虚拟筋)。
拉深行程为100mm,压边力为1200kN,板料与模具各零件间的摩擦因数取为0.15,成形速率V=1m/s。

(a)距到底3 mm

(b)距到底1 mm

图6 整形剖析法兰面起皱结果

由于整形量大,零件形状繁芜,整形CAE剖析起皱严重,如图6所示,工程师反馈已无法再降落整形深度,只能通过工艺办理。
经反复考试测验,整形时在上模增加压料板,外侧压住板料后再整形的效果较为空想,起皱问题得到明显改进。

图7 带法兰面压料整形方案工艺简图

(a)距到底3 mm

(b)距到底1 mm

图8 带法兰面压料整形剖析结果

图9 实际模具成形的零件

图7所示为压料整形方案;图8所示为压料整形剖析结果;图9所示为按照压料整形的工艺加工的模具成形的零件,无起皱征象,知足零件质量哀求,此压料整形方案可行,可以运用于后续类似构造的翼子板上。

2

不带法兰面的翻边构造工艺剖析

图10 不带法兰面某车型翼子板前保险杠处翻边构造

图10所示为某车型翼子板前保险杠处构造,整形深度约47mm,板料为DC54D+Z。
由于此翻边太深,若直接翻边成形会严重起皱,初步设定直接采取外侧先压料后整形的工艺,CAE仿照剖析仍旧起皱严重(见图11),解释压料整形方案针对深度太深的构造不适用,须要考虑其他方案。

图11 不带法兰面压料整形剖析结果

图12 托料翻边构造

结合以往车型钣金件开拓履历及此翼子板翻边构造的分外性,此处可以考虑增加下部浮动托料板(通过氮气缸来实现)进行压料翻边,其构造如图12所示。

图13 托料翻边模具成形的零件

经由CAE仿照剖析验证,此方案整体可行,仅在A面(图11中椭圆处)过渡剧烈位置侧壁仍存在轻微起皱,图13所示为实际模具托料翻边成形的零件,侧壁仅存在轻微起皱,验证此方案可行,可以运用于后续类似构造的翼子板上。

常见构造设计优化零件构造

表1 带法兰面整形构造设计参考断面

设计的好坏直接影响成形工艺,常日情形下,带法兰面的整形构造紧张用于整形深度小于25mm且形状相对大略的情形,建议构造断面参考表1进行设计,且表中L2及L3要加工成相等深度,不然整形过程中会涌现起皱。
针对汽车外表面起伏较大的分外情形,零件还须要考虑增加工艺缺口。

图14 增加工艺缺口

由于零件构造等分外缘故原由,翼子板前保险杠处深度需大于30mm,建议搭接构造做成翻边加支架的形式,有利于改进翻边成形性,同时翻边深度尽可能等深(基于冲压方向),防止翻边整形过程中涌现起皱及开裂等毛病。
针对椭圆处起伏较大的分外情形,翻边成形随意马虎起皱及开裂,零件还须要考虑增加得当的工艺缺口,如图14所示。

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