复杂汽车冲压零件成形工艺分析

文章编号167201212011O2005602复杂汽车冲压零件成形工艺分析赵军，葛晓宏，易际明厦门理工学院机械工程系，福建厦门361024摘要在复杂零件冲压成形过程中，合理的成形工艺是保证生产合格零部件、降低生产成本的关键。本文根据零件冲压工艺要求和结构特点进行成形工艺分析，制定了拉深冲孔切边冲孔翻边整形的工艺方案。随后对其成形过程进行了模拟，以在成形过程中零件不出现破裂、材料变薄率最小为优化原则，对影响成形质量的因素如坯料尺寸、拉延筋的结构形式进行了分析。结果表明拉延筋的结构与分布对成形质量有重要影响。关键词机械制造；冲压成形；覆盖件；汽车；数值模拟中图分类号TG386文献标识码B1引言汽车整车产品中，覆盖件的市场生命周期最短，变化频繁。覆盖件具有形状复杂、结构尺寸大、精度高、表面质量要求严格的特点，其模具型面的设计成为整车开发中的一个“瓶颈”。随着汽车工业的迅猛发展，传统的覆盖件模具设计方法已无法适应激烈的覆盖件产品生产市场竞争要求。同时，在此期间板料成形过程的计算机仿真技术得到迅速发展和应用，显著提高了模具设计的效率和质量，减少了模具开发中的成本和时间消耗，已成为推动覆盖件模具设计领域发展的重要技术基础。本文以一较复杂汽车零件图1为例，对其成形进行了工艺分析，并利用DYNAFORM对其拉深成形过程中进行了数值模拟，分析了成形过程中出现缺陷的原因，最终提出了合理的解决方案。2成形工艺设计图1零件三维图键。根据零件的特点，确定基本工艺为拉深冲孔一切边冲孔一翻边整形，如图2图4所示。图2拉深成形和冲定位孑L图3切边冲孔图4翻边整形图3成形过程模拟分析31有限元模型建立工艺补充是拉深工艺不可缺少的部分，它直接影响到拉深成形时工艺参数、毛坯的变形条件、变形量大小、变形分布、表面质量、破裂、起皱等质量问题的产生等。初步设计的工艺补充面如图5所示。压料面是拉深件的一个重要组成部分，对汽车覆盖件的拉深成形起着重要作用。通过压料面的变化，可以使拉深件的深度均匀，毛坯流动阻力的分布满足拉深成形的需要。压料面设计得是否合理，直接图5工艺补充面结构影响到压料面毛坯向凹模内流动的方向和速度、毛坯变形的分布与大小、破裂起皱等问题的产生。在覆盖件成形中往往需要在压边圈与凹模表面设置拉延筋或拉延槛以改善成形工艺，提高成形质量。拉延筋设计得合理与否决定着拉深成形的成败。拉延筋能够增加变形阻力，控制材料流动，调整进料速度使之均匀化，增加板料成形时的拉伸量，以便于在较大范围内控制变形区毛坯的变形大小和分布，抑制破裂、起皱、面畸变等冲压质量问题的产生。初步的设计A、B位置对应的拉延筋结构如图6A、B所示。B图6拉延筋结构在覆盖件成形中，合理的坯料尺寸与形状是成形的关键，根据零件的结构特点，设计的坯料尺寸如图7所示。图7坯料外形建立的有限元分析模型如图8所示。采用单动拉深成形方式，材料ST12，屈服强度160MPA，抗拉强度350MPA，各向异性指数RO177，R45116，R舶194，泊松比U03，硬化指数2020，材料厚度1MM。32模拟结果与分析图8有限元分析模型图9为成形后材料的成形极限图，在B对应的位置有破裂现象发生。主要是由于材料的流动阻力过大，外面的材料没有顺利流动，为减小材料的流动阻力，对B处拉延筋的结构进行如图10所示改动。图9成形极限图图10修改后B处拉延筋结构图L1为拉延筋结构修改后的成形极限图，可以看出，板料没有破裂现象发生。J图11成形极限图4小结1根据零件冲压工艺要求和结构特点进行成形工艺分析，制定了拉深冲孔一切边冲孑L一翻边整形的工艺方案。2拉延筋的结构与分布对成形质量有重要影响实1】F2【3，蝰文章编号16720121201102005802轴套冲压成形工艺分析及改进张朝阁，李金良浙江工业职业技术学院数字控制工程分院，浙江绍兴312000摘要针对轴套的结构特点，分析了原有生产工艺存在的不足，对产品进行了改进，并提出了生产轴套产品的新工艺。关键词机械制造；冲压工艺；轴套；改进中图分类号TG386文献标识码B1前言图1所示轴套零件，底部和壁部厚度均为06RAM，直径较小、高度较大，属典型的深拉深件，该零件的主要冲压成形T艺以普通拉深为主。原有生产工艺为落料四道拉深一修边车削一缩口一卷边等7道工序图2L1Z1，其中第5道工序为车削加LL，用于切去拉深后工件口部不平整部分的材料。工艺共需6副模具外加一次车削加工，除第1副模具属落料拉深复合模外，其他模具均为简单模。1于模具结构简单、便于设计与制造，故在早期的轴套生产中，工艺基本能满足生产需要。但是，模具数量多、所需设备多、生产效率低和产品质量不稳定等，是其致命弱点。随着轴套产品需求量的图1轴套收稿日期20101229作者简介张朝阁1974一，男硕士，讲师，从事塑性加工工艺及模具技术教学与研究目曲眯岍固蚋DEFG图2原生产T艺A落料拉深B扣深C拉深D扎深E修边车削F缩门G卷边增加，原有生产T艺已经不能适应市场，对生产工艺进行改进，势在必行。2自动冲压工艺由文献3】知，利用变薄拉深工艺生产的冲压产品较普通拉深产品而言，具有尺寸精度高、壁厚均匀、表面质量好、与冷挤压相比变形区小、所需设备ANALYSISOFFORMINGPROCESSFOR