工藝沖壓件缺陷的cae釋疑

沖壓件缺陷的CAE釋疑2011.8.24沖壓工藝部鄭薇匯報提綱一：梁類沖壓件的工藝方法淺析。二：沖壓件采用反拉延的案例分析。三：左/右尾燈側(cè)燈罩板案例分析。

四：沖壓件缺陷的CAE釋疑。一、梁類沖壓件的工藝方法淺析類別一：U型梁型面特征不是很復(fù)雜，品質(zhì)要求不是很高，做回彈補償不存在負角。此件采用的工藝方案為：OP10—落料沖孔OP20—成形OP30—整形（預(yù)留）OP30—沖孔側(cè)沖孔OP40—切邊沖孔側(cè)沖孔案例一、前縱梁下加強板材質(zhì)SAPH440料厚T=2.0一、梁類沖壓件的工藝方法淺析OP10：落料沖孔OP20：成形一、梁類沖壓件的工藝方法淺析OP30：沖孔側(cè)沖孔OP40：切邊沖孔側(cè)沖孔此邊要是直接落料后成形，邊成形后的精度不好。故采用先落料后切邊。一、梁類沖壓件的工藝方法淺析案例二、左/右縱梁上加強件材質(zhì)DC01料厚T=1.2此件采用的工藝方案為：OP10—落料沖孔OP20—成形OP30—沖孔側(cè)沖孔一、梁類沖壓件的工藝方法淺析OP10：落料沖孔OP20：成形OP30：沖孔側(cè)沖孔剖切一、梁類沖壓件的工藝方法淺析類別二：帶法蘭邊的梁由于法蘭邊成形后回彈容易出現(xiàn)回彈后翹曲，回彈不容易控制，廠家要求采用側(cè)校形。案例一、車架第二橫梁材質(zhì)SAPH440料厚T=1.8截面剖視圖如右上視圖此件采用的工藝方案為：OP10—落料沖孔OP20—預(yù)成形OP30—側(cè)校形OP40—沖孔側(cè)沖孔一、梁類沖壓件的工藝方法淺析OP10：落料沖孔OP20：預(yù)成形一、梁類沖壓件的工藝方法淺析OP30：側(cè)校形OP40：沖孔側(cè)沖孔一、梁類沖壓件的工藝方法淺析案例二、車架第五橫梁材質(zhì)B280/440DP

料厚T=1.2此件采用的工藝方案為：OP10—落料沖孔OP20—預(yù)成形OP30—側(cè)校形OP40—沖孔側(cè)沖孔一、梁類沖壓件的工藝方法淺析OP10：落料沖孔OP20：預(yù)成形產(chǎn)品預(yù)成形型面一、梁類沖壓件的工藝方法淺析OP30：側(cè)校形OP40：沖孔側(cè)沖孔一、梁類沖壓件的工藝方法淺析類別三：型面起伏較大，產(chǎn)品本身的特征不適合采用成形，此類件采用拉延。案例一、車架第一橫梁材質(zhì)B240/440DP料厚T=1.5此件采用的工藝方案為：OP10—拉延OP20—修邊沖孔OP30—側(cè)整形（預(yù)留）OP40—沖孔側(cè)沖孔一、梁類沖壓件的工藝方法淺析OP10：拉延OP20：修邊沖孔OP30：沖孔側(cè)沖孔一、梁類沖壓件的工藝方法淺析二、沖壓件采用反拉延的案例分析（1）反拉深（反拉延）的概念：反拉深是把空心工序件內(nèi)壁外翻的一種拉深工序。（2）

反拉深的特點：反拉深材料流動方向與正拉深相反，有利于相互抵消拉深過程中形成的殘余應(yīng)力。

反拉深時，材料彎曲與反彎曲次數(shù)較少，冷作硬化也少，有利于成型。正拉深中，位于壓料圈圓角部的材料，流向凹模圓角時，內(nèi)圓弧成了外圓弧。而反拉深中，位于內(nèi)圓弧處的材料在流動中始終處于內(nèi)圓弧地位。反拉深將原有的外表面內(nèi)翻，原有外表面拉深時的劃痕將不影響外觀。反拉深坯料與凹模接觸面較正拉深大，材料流動阻力也大，因而一般可不用壓料圈。但坯料外緣流經(jīng)凹模入口圓角時，阻力已明顯減少，故大直徑薄料拉深仍需壓料，以免起皺。反拉深的拉深力可比正拉深力大20%左右。二、沖壓件采用反拉延的案例分析案例一、5300Y004A0K40材質(zhì)：SPCC料厚：T=1.0采用反拉延的模面二、沖壓件采用反拉延的案例分析圖一：拉延模擬結(jié)果如下圖材料：SPCC板料大?。?00x310拉延與反拉延的模擬結(jié)果對比（如下圖）中間凹陷部分聚料比較嚴重，正拉延解決不了中間褶皺現(xiàn)象。二、沖壓件采用反拉延的案例分析圖二：反拉延模擬結(jié)果如下圖材料：SPCC板料大?。?00x310經(jīng)對比，此件采用反拉延效果較好。二、沖壓件采用反拉延的案例分析案例二、5701122R004料厚：T=1.0采用反拉延的模面拉延筋中心線二、沖壓件采用反拉延的案例分析拉延與反拉延的模擬結(jié)果對比（如下圖）圖一：拉延模擬結(jié)果如下圖材料：DC01板料大小：790x290中間凹陷部分聚料比較嚴重，正拉延解決不了中間褶皺現(xiàn)象。二、沖壓件采用反拉延的案例分析二、沖壓件采用反拉延的案例分析圖二：反拉延模擬結(jié)果如下圖材料：DC01板料大小：790x290經(jīng)對比，此件采用反拉延效果較好。三、左/右尾燈側(cè)燈罩板案例分析左/右尾燈側(cè)燈罩板（俗稱：尾燈盒）是轎車車身后部件，它與左/右側(cè)圍外板、左/右尾燈燈罩板連接板、后保險杠上部外側(cè)安裝支架、行李箱內(nèi)飾支架相連接或匹配。該零件壁薄，具有空間曲面形狀不對稱、表面質(zhì)量要求高等特點。這種形狀較復(fù)雜的沖壓件要經(jīng)過多道工序才能完成，但是制件的質(zhì)量好壞在很大程度上受拉延模質(zhì)量的控制，因此拉延件的設(shè)計是生產(chǎn)高品質(zhì)沖壓件的關(guān)鍵。一、產(chǎn)品介紹：三、左/右尾燈側(cè)燈罩板案例分析二、零件成形沖壓工藝分析：（1）工藝方案的確定在確定合理的工藝方案時，產(chǎn)品設(shè)計提供的產(chǎn)品數(shù)模是關(guān)鍵和依據(jù)，它直接影響著工藝方案的制定。所以在制定工藝方案之初，產(chǎn)品數(shù)模要保證按現(xiàn)有的工藝水平和工藝方法能夠?qū)崿F(xiàn)。在保證零件必要功能的前提下，適當修正零件的形狀結(jié)構(gòu)尺寸，改善零件的沖壓工藝性，以保證零件質(zhì)量和沖壓生產(chǎn)的穩(wěn)定性，降低沖壓難度。圖一為三、左/右尾燈側(cè)燈罩板案例分析左/右尾燈側(cè)燈罩板最原始的產(chǎn)品數(shù)模。此產(chǎn)品數(shù)模在沖壓工藝上存在很多缺陷：①從A，B，C三個剖視圖中可以看出，這三處均存在沖壓負角，無法確定拉延工序的沖壓方向，嚴重影響工藝方案的制定。②從D處、E處的局部放大圖可以看出這兩處無法通過簡單的翻邊成形工序?qū)崿F(xiàn)。通過與產(chǎn)品設(shè)計部門的溝通后，在保證零件必要功能以及與相關(guān)件的匹配和搭接關(guān)系的情況下，將產(chǎn)品更改為圖二所示狀態(tài)。三、左/右尾燈側(cè)燈罩板案例分析（2）確定沖壓方向沖壓方向的確定是尾燈盒沖壓工藝設(shè)計的關(guān)鍵，是確定沖壓件在模具中的空間位置。它不但決定能否生產(chǎn)出合格的沖壓件，而且影響到工藝補充部分的多少和壓料面的形狀。在拉深工序中，沖壓件往往會由于沖壓方向確定不當，而增加調(diào)整困難。尾燈側(cè)燈罩板沖壓方向確定所遵循的規(guī)律：①保證凸模形狀能夠進入凹模，凸模開始拉延時與毛坯的接觸地方要多，而且要分散，不產(chǎn)生負角，最好應(yīng)使制件在一次拉深中完成。②保證拉深深度，拉延深度盡可能的淺。③沖壓方向應(yīng)有利于工藝補充。不同的沖壓方向會帶來相應(yīng)不同形狀的工藝補充，直接涉及到產(chǎn)品拉深工序的最終成形條件以及后序成形條件。合理的沖壓方向，應(yīng)既滿足沖壓形狀的要求又適應(yīng)工藝補充、壓料面形狀的規(guī)范。更改產(chǎn)品后，通過調(diào)整沖壓方向，A，B，C三處的沖壓負角均可消除。最終將工序確定為：落料--拉延--切邊沖孔--翻邊翻孔--翻邊整型沖孔。由此可以看出項目開發(fā)過程中SE工程從節(jié)省開發(fā)時間和節(jié)省成本方面的必要性。三、左/右尾燈側(cè)燈罩板案例分析（3）確定壓料面設(shè)置壓料面是為了使板料受到預(yù)壓力，從而使板料拉深時增加拉應(yīng)力，以改善拉深條件。合理的壓料不僅能保證拉入壓料面的材料不起皺，還可以保證拉入凹模的材料不起皺和不破裂。另外，壓料面的形狀應(yīng)保證凹模內(nèi)的毛坯產(chǎn)生一定程度的脹形變形，否則，會使拉入凹模內(nèi)多余材料無法延展，要做到這一點，必須保證在拉深過程中每一個階段的壓料面展開長度比凸模斷面的展開長度短。圖一為將產(chǎn)品數(shù)模做局部調(diào)整之后的工藝數(shù)模和模擬分析結(jié)果。由于尾燈盒縱向拉延深度較深，在放大B處的R角之后，仍然沒有解決此處拉延破裂現(xiàn)象。而由于受B處產(chǎn)品形狀的限制，壓料面無法上抬，因此要解決此處拉延破裂現(xiàn)象，需更改此處產(chǎn)品數(shù)模，抬高壓料面。圖二為更改此處產(chǎn)品數(shù)模，抬高壓料面之后的模擬結(jié)果，很好的解決了此處拉延破裂的現(xiàn)象。因此在做尾燈側(cè)側(cè)罩板壓料面工藝補充時，壓料面的形狀走勢盡可能隨著產(chǎn)品形狀，壓料面近可能的靠近產(chǎn)品型面最低點，使拉延時凹模進料能夠充分。三、左/右尾燈側(cè)燈罩板案例分析三、左/右尾燈側(cè)燈罩板案例分析三、最終工藝方案：OP10：落料沖孔左右件對稱合模OP20：切邊沖孔左右件對稱合模三、左/右尾燈側(cè)燈罩板案例分析OP30：翻邊翻孔

左右件對稱合模OP40：翻邊整形沖孔左右件對稱合模四、沖壓件缺陷的CAE釋疑此件一汽轎車最初給的方案為：落料——翻邊成形——折彎最后經(jīng)過CAE分析后發(fā)現(xiàn)這個方案不可行。產(chǎn)品名稱：加強板支架材質(zhì)：ST12料厚：T=1.0mm四、沖壓件缺陷的CAE釋疑OP20——翻邊成形模擬效果圖上模鑲塊料片及挺件板下模鑲塊T=0s上模鑲塊合模狀態(tài)下模鑲塊T=400s上模鑲塊四、沖壓件缺陷的CAE釋疑OP20——翻邊成形模擬效果圖T=550s上模鑲塊及壓料板下模鑲塊T=600s上模鑲塊合模狀態(tài)OP30——折彎模擬效果圖四、沖壓件缺陷的CAE釋疑最終合模狀態(tài)：CAE分析的最終成形狀態(tài)