關(guān)于汽車(chē)前地板起皺現(xiàn)象的工藝改進(jìn)

曾文

摘要：針對(duì)江鈴汽車(chē)某車(chē)型前地板拉延工藝補(bǔ)充產(chǎn)生的起皺問(wèn)題，從零件造型、模具結(jié)構(gòu)及結(jié)合Autoform軟件仿真模擬結(jié)果分析了該前地板起皺的產(chǎn)生原因，根據(jù)仿真分析及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的結(jié)果提出了模具改善方案及一種新型的前地板拉延工藝，新的沖壓工藝能夠使該類(lèi)型前地板起皺問(wèn)題得徹底改善。

關(guān)鍵詞：前地板；起皺；Autoform；沖壓工藝

隨著競(jìng)爭(zhēng)壓力的加劇，現(xiàn)在各大汽車(chē)主機(jī)廠對(duì)零件的生產(chǎn)要求及成本意識(shí)越來(lái)越高。模具生產(chǎn)是否高效，模具維修保養(yǎng)成本的高低，都成為沖壓生產(chǎn)非常關(guān)注的指標(biāo)。因此不斷改進(jìn)落后的模具工藝勢(shì)在必行。基于此，以一前地板為例，通過(guò)Autoform軟件仿真分析并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試結(jié)果，分析其工藝性問(wèn)題，并提出改善的方案。

1 前地板拉延工序起皺問(wèn)題及原因分析

1.1 起皺問(wèn)題

如圖1所示，該前地板端頭工藝補(bǔ)充造型面起皺嚴(yán)重，已經(jīng)產(chǎn)生疊料現(xiàn)象。模具在生產(chǎn)過(guò)程中型面很容易拉毛，然后導(dǎo)致零件發(fā)熱積瘤，最終產(chǎn)生破裂，不得不停止生產(chǎn)拋光模具，造成了很大的停線損失和效率損失。但是拋光模具后生產(chǎn)也只能維持1個(gè)批次便需要再次拋光維護(hù)模具，耗費(fèi)很多人力資源。

1.2 起皺原因分析

（1）零件造型分析：前地板零件造型成幾字形，中間高高凸起，落差208mm。幾字形零件在端頭高點(diǎn)和低點(diǎn)過(guò)度急劇，且落差高，成型時(shí)材料流動(dòng)量很多，很容易聚料，成型工藝性不好。

（2）模具結(jié)構(gòu)分析：如圖2所示，為了使幾字形過(guò)渡平緩，模具端頭工藝補(bǔ)充做了兩個(gè)檻過(guò)渡，使幾字形輪廓平緩過(guò)渡，模具壓料面與模具凸模輪廓基本隨型。工藝補(bǔ)充檻的兩側(cè)都會(huì)在比較早的時(shí)候觸料，成型時(shí)對(duì)進(jìn)料阻力要求控制均衡，否則很容易失穩(wěn)起皺。由于零件深度很深，端頭幾字形頂部和底部都很容易開(kāi)裂，這就要求有足夠的材料流入補(bǔ)充開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。為了防止開(kāi)裂減小進(jìn)料阻力是最常用有效的方法，材料流入量過(guò)多就容易起皺。

（3）仿真模擬分析：將模具模面導(dǎo)入Autoform軟件中，建立模型，設(shè)置參數(shù)。

通過(guò)調(diào)整拉延筋參數(shù)，使板料收縮線與實(shí)際拉延件接近。Autoform中的起皺位置及狀態(tài)都與實(shí)際基本一致。打開(kāi)Autoform中主應(yīng)變方向判斷命令，在起皺區(qū)域存在很明顯的壓縮應(yīng)變。起皺區(qū)域的材料流入量是最大的，由于材料流入過(guò)多，在該區(qū)域形成了多料，多余的材料受到壓縮應(yīng)變導(dǎo)致材料積聚造成了起皺和疊料。

2 改進(jìn)方案

基于此，本文提出以下改進(jìn)方案。方案一不能消除起皺問(wèn)題但可以大大減少模具維護(hù)的頻率，同時(shí)模具改動(dòng)量很小；方案二能夠徹底消除起皺問(wèn)題但是需要重新開(kāi)發(fā)模具，代價(jià)很高。具體改進(jìn)方案如下：

2.1 改進(jìn)方案一

端頭起皺和開(kāi)裂問(wèn)題成為一個(gè)矛盾，控制起皺后零件容易開(kāi)裂，要防止開(kāi)裂起皺又難以避免。因?yàn)槠鸢櫜课辉诠に囇a(bǔ)充型面上，屬于廢料區(qū)，后序?qū)⑿捱厡?huì)去除掉，只要不影響生產(chǎn)，能夠減少模具的維護(hù)頻次，起皺是可以被接受的。模具受力的主要部位在凹模圓角和凸模圓角，側(cè)壁只在成型的后階段才受力。因此可以將起皺區(qū)域?qū)?yīng)的凹模側(cè)壁部分放空使凸凹模間隙變大，減少凹模與零件的接觸，以達(dá)到減輕模具拉毛的目的。現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，反復(fù)嘗試側(cè)壁間隙的放大量，在保證零件穩(wěn)定成型的情況下，確認(rèn)出最優(yōu)的間隙。該方案取得了良好效果，零件可以連續(xù)生產(chǎn)5個(gè)批次以上不需要維護(hù)。

2.2 改進(jìn)方案二

該類(lèi)深拉延的幾字形零件用以上拉延檻工藝補(bǔ)充難以解決起皺問(wèn)題，只要端頭做成封閉包圍形式，無(wú)論怎樣做工藝補(bǔ)充造型都會(huì)有起皺和開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)的矛盾。因此考慮使用敞開(kāi)拉延工藝來(lái)解決起皺問(wèn)題。將模具端頭做長(zhǎng)，要使板料長(zhǎng)度小于凸模長(zhǎng)度，零件平面造型區(qū)域設(shè)置壓料，端頭凸起部分不壓料。

按此工藝建立模面，導(dǎo)入Autoform，調(diào)整參數(shù)后模擬結(jié)果。通過(guò)起皺評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以看到起皺情況非常輕微，由于端頭凸起部分做成敞開(kāi)式拉延，材料沒(méi)有受到壓邊圈的壓料力，進(jìn)料速度很快，落差最高的頂部和底部不會(huì)有開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。這樣零件平面造型部分就可以施加較大且均衡的進(jìn)料阻力控制材料流入量，從而很好的控制了起皺問(wèn)題。該工藝成功運(yùn)用到了某改款車(chē)型的前地板開(kāi)發(fā)中，調(diào)試效果非常好，徹底解決了端頭起皺與開(kāi)裂的問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)論文的分析，針對(duì)起皺原因結(jié)合Autoform仿真分析，找到了一種可以徹底解決幾字形前地板起皺問(wèn)題的方案。新的工藝方案成功運(yùn)用到了后續(xù)車(chē)型前地板的開(kāi)發(fā)，極大的提高了生產(chǎn)效率，減少了開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)及模具維護(hù)成本。

參考文獻(xiàn)：

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