基于AUTOFORM的汽車翼子板模具氣孔缺陷的分析

曾文

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722088

摘要：針對江鈴汽車特順商務車的翼子板暴露表面產生氣孔缺陷的問題，運用Autoform軟件對其沖壓成形過程進行模擬仿真分析，結合仿真結果提出了優化模具氣孔布置的方案，從而消除了模具氣孔造成的零件表面缺陷。

關鍵詞：翼子板；氣孔；Autoform；沖壓

隨著汽車工業的迅速發展，人們對汽車的外觀審美要求越來越高。各大汽車主機廠對汽車外板件的零件表面品質也愈加重視。模具排氣孔造成的表面缺陷問題給模具廠和各汽車主機廠造成很大的困擾，因此找到一種快速準確判斷模具氣孔位置是否合理的方法非常有必要。CAE理論和技術的快速發展為模具工藝和設計的可行性評估提供了強有力的支持。下文以江鈴特順汽車翼子板為例，采用Autoform軟件分析其模具氣孔合理分布位置，并為模具整改提供依據。

一、氣孔缺陷現象及原因分析

（一）氣孔缺陷現象

如圖一所示，翼子板零件表面有并排4個明顯的氣孔的凹陷，這種凹陷噴漆后在光照下會非常明顯，是不可接受的缺陷。零件上4個凹陷正好對應翼子板模具上模型面的4個排氣孔，如圖2所。

（二）氣孔缺陷形成原因分析

翼子板模具上下模型腔合模時形成一個密閉空間，模腔內的氣壓很大，作用在板料上會造成凹凸不平的缺陷。因此必須開氣孔將模腔內的氣流疏導出模具。板料在成型過程中，有一部分模具型面是與板料接觸的，板料會在接觸的位置流動。有部分模具型面開始是不接觸板料的，直到模具完全閉合時才接觸，這部分模具型面是沒有板料流動的。翼子板表面產生氣孔缺陷的位置正好是板料與模具型面接觸的位置，在成型過程中板料流動時與型面上開的排氣孔發生刮擦，從而造成了表面凹陷。

二、Autoform分析模具氣孔分布位置原理及仿真過程

（一）Autoform分析模具氣孔分布位置原理

利用Autoform軟件的接觸距離（contact distance）評價工具，通過顯示成型到底前0.5mm板料與上下模型面的間隙來判斷板料成型過程中與模具型面的接觸情況。根據接觸距離分四種類型，可在評價標準中修改設置，如圖3所示。

a.板料與型面距離>3mm；b.板料與型面距離1.53mm；

c.板料與型面距離0.51.5mm；d.板料與線面距離<05mm.

根具實際的經驗，板料與型面距離在0.51.5mm區間及以上是可以開排氣孔的區域。

（二）Autoform分析翼子板氣孔分布位置仿真過程

（1） 建立模擬模型，設置仿真參數。步驟包括：工藝規劃、建立模面、確立沖壓方向、板料設置、成型力設置、拉延筋設置。翼子板成型模擬的幾何模型如圖4所示。

（2）模擬結果分析。①將拉延成型過程調整到到底前05mm，如圖5所示。

②分析凹模可開排氣孔區域。在評價區選擇contactcontact distance above.與型面距離大于0.5mm的區域會高亮顯示出來，如圖6所示。這些區域即凹模可開排氣孔區域。

③分析凸模可開排氣孔區域。在評價區選擇contactcontact distance below.與型面距離大于0.5mm的區域會高亮顯示出來，如圖7所示。這些區域即凸模可開排氣孔區域，如圖7所示。

三、問題整改方案

從Autoform模擬結果可以看到，翼子板出現氣孔凹陷位置對應的凹模區域是屬于不可開氣孔的區域。根據模擬結果，我們實施了以下方案：將凹模產生缺陷區域的氣孔焊接補平，在凸凹模可開氣孔的區域增加氣孔數量，經現場調試驗證一次解決了模具氣孔造成的缺陷，達到了理想的效果。

四、結語

通過對翼子板氣孔凹陷形成的原因分析，運用Autoform軟件模擬分析快速判斷出了合理開氣孔的區域，并制定了相應的整改方案。方案實施后徹底消除了氣孔凹陷，提高了零件的面品質量。

參考文獻：

[1]崔令江.汽車覆蓋件沖壓成形技術[M].北京：機械工業出版社，2003.

[2]雷正保.汽車覆蓋件沖壓成形CAE技術[M]長沙：國防科技大學出版社，2003.