汽車(chē)前翼子板沖壓成形工藝參數(shù)優(yōu)化及其模具分析

廖群英

（郴州市第一職業(yè)中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校，湖南 郴州 423000）

一、汽車(chē)前翼子板沖壓工藝參數(shù)

目前，用于車(chē)身的前翼子板是由金屬板沖壓而成，一般來(lái)說(shuō)，噴嘴的質(zhì)量會(huì)影響到與前翼子板質(zhì)量有關(guān)的參數(shù)，特別是板的形狀和尺寸、抗剪強(qiáng)度，該工藝補(bǔ)充了表面和拉伸參數(shù)，本文對(duì)前翼子板零件的分析表明，沖壓件在成形過(guò)程中存在裂紋、起皺、剛度不足等缺陷，以下是消除或減小這些缺陷的工藝。

二、板料形狀及尺寸的優(yōu)化

分析必須首先確定板材尺寸，才能優(yōu)化沖壓工藝參數(shù)。通過(guò)前面的分析得出，拉深件前部開(kāi)裂的主要原因是裂紋周?chē)辶铣叽邕^(guò)大，料流過(guò)大，導(dǎo)致裂紋的形成和開(kāi)裂，最終形成裂紋。

原因是板材的四個(gè)角在成形過(guò)程結(jié)束時(shí)是多余的。然后將優(yōu)化后的板材形狀與方形板材的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，設(shè)置方形板材尺寸為2800 mm*1200 mm，設(shè)置四角板材開(kāi)裂部分的FLD，根據(jù)后處理結(jié)果的FLD方案，應(yīng)注意第二種材料的材料利用率不僅得到了提高，同時(shí)零件在沖孔過(guò)程中的物流更為均勻，成形后的零件更為穩(wěn)定，剛度更高，因此采用無(wú)框套裝置對(duì)線(xiàn)圈進(jìn)行不清泡。

根據(jù)后處理結(jié)果的FLD圖：第二種材料的材料利用率較高，沖壓過(guò)程中零件的材料流動(dòng)更均勻，成形后零件更穩(wěn)定，剛度更好，因此采用無(wú)框罩裝置對(duì)線(xiàn)圈絕緣不清。

三、拉延筋的優(yōu)化設(shè)計(jì)

牽引彈簧的作用及其對(duì)拉深的影響，由于前翼部分的設(shè)計(jì)深度不一致，形狀不對(duì)稱(chēng)，為了保證進(jìn)給的均勻性，必須安裝牽引彈簧，拉深頭在大型復(fù)雜深沖工藝中有著廣泛的應(yīng)用。它是調(diào)整和控制壓力機(jī)表面功能最有效的方法，在拉深過(guò)程中起著重要的作用，其主要功能如下：（一）進(jìn)料阻力增加。（二）調(diào)整進(jìn)料阻力分布。（三）進(jìn)料可以在很大范圍內(nèi)調(diào)整。（四）彈簧可以使彈簧外的折疊板在一定程度上平滑。

1.板料零件在沖壓成形過(guò)程中易出現(xiàn)局部收縮、開(kāi)裂、起皺等缺陷，影響板料零件的成形。為了避免或減少這些現(xiàn)象，在前翼子板的施工過(guò)程中，通常會(huì)放置裝飾條，并在開(kāi)口處設(shè)置不同的裝飾條，以控制拉深過(guò)程中的材料流動(dòng)。這樣可以有效地調(diào)節(jié)板材各部分的阻力，通過(guò)改變板材的變形阻力和進(jìn)給速度來(lái)生產(chǎn)板材。流動(dòng)更加合理。板材能夠承受足夠的塑性變形和局部褶皺，但是，如果設(shè)置了太多的裝飾條來(lái)控制材料，則材料的流動(dòng)性會(huì)降低，從而使形狀壓力相應(yīng)增加，并且沖壓壓力的增加會(huì)影響設(shè)備。

2.等效拉延筋。根據(jù)壓力孔圓角強(qiáng)度要求，在距壓力孔20 mm處設(shè)置一圈等效拉伸對(duì)中，有拉伸彈簧中心線(xiàn)，彈簧的分段系數(shù)，計(jì)算后，模擬結(jié)果與無(wú)拉延筋相比，拉深不足現(xiàn)象得到了明顯的改善，但仍有一些地方不夠深，究其原因是產(chǎn)品各部分的形狀差異很大，拉深的深度也不一樣。同時(shí)，由于翼子板半徑的影響，不同部位需要不同的進(jìn)給阻力，下一步是調(diào)整各部分的牽引系數(shù)，優(yōu)化前翼子板的牽引能力

3.3D拉延筋。根據(jù)前翼部模具深度的要求，結(jié)合各拉桿彈簧的阻力系數(shù)分布，繪制出一個(gè)三維拉桿彈簧，計(jì)算后三維牽引系統(tǒng)設(shè)置的外形效果明顯改善，無(wú)裂紋，拉深不足的現(xiàn)象也得到有效改善，因此該方案更為合理，此時(shí)可利用驗(yàn)收條件進(jìn)行優(yōu)化完成隨后的空轉(zhuǎn)力。

四、壓邊力優(yōu)化

目前，汽車(chē)行業(yè)的大多數(shù)汽車(chē)車(chē)身部件都是用薄板沖壓技術(shù)制造的。該方法的主要參數(shù)是模擬壓力邊緣力，賓德的控制模式是強(qiáng)力控制。

為了更好地分析恒力控制方式的特性，本文比較了不同盲力作用下的分析結(jié)果：恒力為500kN、600kN、700kN、800KN、900kn和1000KN。通過(guò)仿真分析得到了相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并與幾個(gè)數(shù)據(jù)組進(jìn)行了比較：

（一）Constant Force設(shè)置為 500KN

支架強(qiáng)度值設(shè)為500kN，由Autoformr7分析計(jì)算。

（二）Constant Force設(shè)置為 600KN

為了分析彈簧控制壓盤(pán)控制方式的性能，需要將不同值的空轉(zhuǎn)功率設(shè)定為600kN。

（三）Constant Force設(shè)置為 700KN

為了分析彈簧控制壓盤(pán)控制方式的性能，需要將不同值的真空功率設(shè)定為700kN。

（四）Constant Force設(shè)置為 800KN

為了分析彈簧控制壓盤(pán)控制方式的性能，需要將不同值的空載功率設(shè)定為800KN。

（五）Constant Force設(shè)置為 900KN

為了分析彈簧控制壓盤(pán)控制方式的性能，有必要將真空功率的不同值調(diào)整到900kn。

（六）Constant Force設(shè)置為 1000KN

為了分析彈簧控制壓盤(pán)控制方式的性能，需要將不同值的空載功率設(shè)定為1000KN。

通過(guò)比較上述六組數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，我們得出如下結(jié)論：

1.通過(guò)對(duì)比不同預(yù)緊力下支架的強(qiáng)度隨支架強(qiáng)度的增加而增加，板材在沖壓過(guò)程中的折疊度逐漸減小。首先，當(dāng)支架強(qiáng)度為500N壓力時(shí)，板材在沖壓過(guò)程中的折疊度非常明顯。在800N壓力下，隨著盲板夾持器強(qiáng)度的增加，當(dāng)夾持器強(qiáng)度達(dá)到1000N壓力時(shí)，一部分板材的折疊非常小，在切割管材時(shí)，由于材料流動(dòng)阻力的增加，板材的某些部分既不會(huì)折疊也不會(huì)開(kāi)裂。

2.通過(guò)比較不同壓邊圈的板料成形條件，可以確定隨著板料強(qiáng)度的提高，板料成形條件不斷改善。分析結(jié)果表明，當(dāng)調(diào)整的盲板力較小時(shí)，在836kn時(shí)，沖孔過(guò)程中存在一個(gè)恒定壓力的初始盲板力。隨著沖壓件的進(jìn)一步下壓，沖壓件的壓力值急劇增大，壓力值由原來(lái)的盲夾強(qiáng)度逐漸增大到836kn。同時(shí)，沖裁件表面強(qiáng)力破碎，盲板支架強(qiáng)力破碎，當(dāng)盲板支架強(qiáng)度大于836K時(shí)，圖中仍有第一個(gè)定壓壓壓邊力，但此時(shí)壓邊力會(huì)強(qiáng)烈增加。

3.通過(guò)比較不同壓邊圈的板料成形條件，可以看出隨著板料強(qiáng)度的提高，板料的沖壓效果不斷提高。如果支架受力為850kN，可以看出沖壓件基本處于安全狀態(tài)，只有少數(shù)區(qū)域設(shè)計(jì)不足。