高強(qiáng)度板材的沖壓工藝設(shè)計(jì)與模具制造注意事項(xiàng)

發(fā)布日期:2011-11-25    蘭生客服中心    瀏覽:2780

    在汽車高強(qiáng)度板的沖壓工藝設(shè)計(jì)過程中,科學(xué)地進(jìn)行工藝補(bǔ)充造型以及變參數(shù)的拉延筋設(shè)計(jì),減少了模具調(diào)試次數(shù),縮短了模具制造周期和制造成本,保證了產(chǎn)品質(zhì)量。 
    高強(qiáng)度板應(yīng)用在車身結(jié)構(gòu)中能夠使車身減重達(dá)到25%左右,節(jié)省約15%的燃油。因此,提高高強(qiáng)度板在車身結(jié)構(gòu)件中的利用率,對于實(shí)現(xiàn)汽車質(zhì)量輕量化、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境和安全性能等方面具有重要意義。
本文結(jié)合實(shí)際重點(diǎn)介紹了汽車覆蓋件中高強(qiáng)度板材的沖壓工藝設(shè)計(jì)與模具制造注意事項(xiàng)。
沖壓工藝
    圖1所示為我公司承擔(dān)開發(fā)某模具項(xiàng)目的一個(gè)沖壓件——前防撞梁外板。其材料為D340LA,料厚為1.2mm,外形尺寸:長為1290mm,寬為220mm,高為67mm。


 



 



圖1  前防撞梁外板



 


    根據(jù)圖1所示產(chǎn)品的尺寸,我們可以看出,該產(chǎn)品外部形狀并不復(fù)雜,但卻屬于高強(qiáng)度鋼板。通常,對于高強(qiáng)度板材零件的沖壓過程,會(huì)產(chǎn)生零件扭曲、回彈和翹曲等問題,必須加以解決。因此,要在沖壓工藝制定過程中注意以下事項(xiàng):
1.拉延成形要充分
    高強(qiáng)度板材零件在沖壓時(shí),其形狀要盡量全部拉延出來,不要靠后序的翻邊、整形工序來實(shí)現(xiàn),也就是說,要通過拉延成形,讓板料產(chǎn)生充分的塑性變形,減少自身的回彈應(yīng)力。但如何才能讓高強(qiáng)度板材產(chǎn)生充分的塑性變形,需要通過設(shè)計(jì)合理的工藝補(bǔ)充來實(shí)現(xiàn),以往此類零件的拉延筋通常設(shè)計(jì)成圓形的,但對于此件,我們采用了方筋,見圖2和圖3。


 



 



圖2  前防撞梁外板拉延數(shù)模



 


 



 



圖3  前防撞梁外板拉延方筋尺寸



 


2.進(jìn)行CAE分析
    通過拉延成形工序做好數(shù)模后,必須要進(jìn)行CAE分析,并根據(jù)分析的結(jié)果,判定零件回彈趨勢大小,然后在數(shù)據(jù)上加以補(bǔ)償,并用補(bǔ)償后的數(shù)模作為加工依據(jù)。圖4和圖5是本案例中零件的拉延工序回彈補(bǔ)償。


 



 



圖4  前防撞梁外板拉延縱向回彈補(bǔ)償



 


3.沖孔模具型面加工數(shù)據(jù)的確定
    拉延工序后、翻邊修整工序前的修邊沖孔模具型面加工數(shù)據(jù),一定要以調(diào)試好的最終拉延件為準(zhǔn),而不能以經(jīng)過CAE分析后作過回彈補(bǔ)償?shù)睦訑?shù)模數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。這就需要對最終拉延件進(jìn)行逆向建模,然后以逆向建模的數(shù)據(jù)作為加工修邊沖孔模具的加工工藝數(shù)模依據(jù)。


 



 



圖5  前防撞梁外板拉延橫向回彈補(bǔ)償



 


4.翻邊整形加工數(shù)模的分析
    對于翻邊整形的加工數(shù)模也要進(jìn)行CAE分析和回彈補(bǔ)償,并以此作為本道工序的加工依據(jù)。本零件的翻邊整形工序回彈補(bǔ)償如圖6所示。


 



 



圖6  前防撞梁外板整形工序的回彈補(bǔ)償



 


5.其他注意問題
    除了上述問題,工作人員還應(yīng)根據(jù)零件的特點(diǎn),確定好工作部件的材質(zhì),確定哪些拼塊需要經(jīng)過特殊熱處理。
模具制造
    雖然目前計(jì)算機(jī)技術(shù)非常先進(jìn),但采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行CAE分析時(shí)的客觀條件與模具工作時(shí)的實(shí)際環(huán)境不可能完全相同,需要在生產(chǎn)調(diào)試時(shí)根據(jù)調(diào)試的實(shí)際情況進(jìn)行再補(bǔ)償。因此,必須在模具制造時(shí)就考慮到采取的補(bǔ)償方式,主要注意事項(xiàng)如下:
1.拉延類模具
    對于拉延類模具,如果模具采用鑄造結(jié)構(gòu),泡塑實(shí)型鑄造時(shí)型面要多留余量,以便以后整改。如果模具采用鑲塊結(jié)構(gòu),則至少要備2組料。
2.修邊、沖孔類模具
    對于拉延工序后、翻邊修整前的修沖類模具,模具的型面數(shù)據(jù)一定要以調(diào)試好的最終拉延件為準(zhǔn)。
3.翻邊整形類模具
    對于翻邊整形類模具,由于模具工作部件多采用鑲塊結(jié)構(gòu),因此至少要備兩組料。
4.經(jīng)驗(yàn)積累
    詳細(xì)記錄每次調(diào)整數(shù)據(jù),積累此類材料沖壓的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。
結(jié)語
    以上內(nèi)容介紹了汽車覆蓋件中高強(qiáng)度板材的沖壓工藝設(shè)計(jì)與模具制造注意事項(xiàng),并將這些注意事項(xiàng)充分應(yīng)用到本文范例——前防撞梁外板模具的開發(fā)中,得到了非常成功的應(yīng)用。不僅滿足了客戶縮短生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量的要求,同時(shí)也為我廠開發(fā)高強(qiáng)度板材的模具積累了寶貴經(jīng)驗(yàn),使我廠的整體沖壓技術(shù)水平又上升了一個(gè)新的臺(tái)階。

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