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      案例剖析

      汽車模具設計-某車型左右后輪鼓包內板-產品起皺問題優化分析[智恩模具]

      Date:2017-08-09

      案例為某汽車左/右后輪鼓包內板,材料為WSS-M1A365-A13(相當于國內DC54D Z),零件厚度t=0.8mm,高215.7mm,單件長寬為1000mm×450mm。



      某汽車左/右后輪鼓包內板

      通過對該零件成形工藝進行分析,決定采用左右件合模的成形工藝,沖壓成形工藝為:落料→拉深→修邊沖孔→整形側沖孔→分離側沖孔側修邊。此零件拉深深度較深,拉深效果較難控制,因此該組零件的成形難點在于零件表面局部起皺和回彈的控制及零件剛度的提高。

      拉深模成形型面造型


      根據零件形狀,前期工藝考慮將零件進行前后拼接,利用UG軟件建模,并用AutoForm進行模擬成形分析。通過調整成形壓邊力、增加和調整等效拉深筋大小、改變坯料輪廓形狀等措施,多次計算得到結果如圖所示。由AutoForm計算結果可知,零件采用此造型成形充分,無開裂缺陷產生,局部有起皺趨勢,通過試模調整可減少回彈,因此符合常規模具制造前的設計要求。



      沖壓零件產生的問題

      根據沖壓工藝路線設計并制造相關工序的模具,各工序模具制造完成后依次試模,并成形各工序零件,反復調試后最終獲得初期的零件。對初期的試模零件進行檢測分析,發現與最終的產品要求相差較大,初期的試模零件存在頂面剛度不足和法蘭部位局部起皺、回彈嚴重等缺陷,如圖所示。

      拉深模的改進及優化



      零件頂面剛度不足問題的改進及優化-經過分析發現,由于頂面材料成形不充分,沒有產生足夠的變形使材料硬化從而不能獲得足夠的剛度。在拉深頂面中間廢料區域增加凸包以使材料進一步充分變形。為了評估該方案的可行性和防止破壞成形型面以減少不必要的損失,利用AutoForm進行成形性分析,計算結果如圖所示。


      零件局部起皺問題的改善

      沖壓工藝設計過程中,特別是拉深成形工藝,起皺和開裂是最常見的缺陷之一。開裂經過局部型面的改變或壓力的調整等措施都能消除,而起皺只能通過變形、調整局部作用力等措施進一步減小起皺區域和減輕起皺的程度,并不能消除。因此在該零件的起皺處理中需要進一步減小起皺區域和起皺程度。參照零件起皺區域和大小,結合拉深工序件及拉深模對應區域進行分析,發現是由于局部型面形狀過渡區域過于光順,材料流動過快導致成形后期無材料吸收的部分區域,造成局部起皺。根據分析,在側面起皺區域增加吸皺筋吸收成形后期的材料,使起皺減輕。為進一步提高零件成形質量,使零件的成形缺陷和回彈量降到最低,對拉深模成形進行綜合分析,根據不同區域的成形情況修改拉深筋的高度,同時在壓邊圈局部增加高0.5mm、寬5~8mm的小凸臺,對拉深模成形型面進一步優化。


      -END-

      智恩模具/設計師:皓辰

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