汽车包覆件一次成形缺陷实验结果分析与讨论

1、汽车包覆件一次成形缺陷实验结果分析与讨论3.L1拉延工序工艺方秦的影响因素3.1,13；中压方向的雄定冲压方向确定枪探件在模真中的窒间位習*冲压方向决定了扌宣空件的成形质量，丿fH会彫响到工艺补充部分的劣少、压料面的形状.以及后续工序的方秦*在实脸中，冲压方向的确定应该連循的以下原则：k在合模时，凸模能够顺利进入凹模.并且形状紧贴，不会产生负角.制件应在一次拉深行程中完成：2、保证拉深的深厘浅且均匀，同时凸模应和屯坯Z间有艮好的接触状憲：3、冲压方向应谟有利HE艺补充，压料血的各部住进料阻力应该均匀.3丄【.2工艺补充密体底端工艺补充是改善檢料的流动状况网，避兔产品在冲压时产生缺陷的一种重要结

2、构娶素“采用工艺补充町以使凹模刃口周圉的变形阻力利坏料的塑性变形均匀，增加制件刚性同时为后续工序中的翻边创造有利条件。在进行王艺补充时应遵循下列原则：1工艺补充郴分应使拉廉肘滦復浅.达创使于拉深成形的目的；2）应尽嚴采用垂直修边；3）应尽毎减少工艺补充部分；4）应考虑拉深杵的修边以及厉续工序的定位可范准呦、不会影响至IJ修边、翻边等的成形质虽5）对斜面大的拉那件则舉考谓凸模对板坯的拉深条件（柚料应紧砧凸模h防止坯料在进入凹模时因阴力小而致斜壁部分起够影响到拉深件的表面质SL3JJ3制丼的側堡形状住成刑髙度相同的条件下，带育一定角度的直事輕比Jt它部谊的变形阻力大，坯料在拉延中籃不易雄皱.丙此可

3、在生门外板四周加有一定斜角.如图工1所示大约10°左右的工艺补充，使侧箜在拉延过程中的变形受到控制，可以起到防止零件起皱，并增强零件刚性的作用。压料面的确定压料面处于零件的最外边，是工艺补充的一部分，同时由于它控制着材料的流动，因此压料面的形状原则上要求简单平滑I侧，其形衣反映了材料在受圧状态下的穹曲变形。tt3J朗®肿林及位賈因此压料面的形状要保证坯料在进入凹模内时产生一定程度的拉伸变形，否则会造成拉入凹模内的多余材料无法颇利延展，因此必须保证在拉伸过程中的每一个阶段的压料面展开长度比凸模面的展开长度小.这样才能使制件压料面的四周有平缓过渡，从而保证坯料在被压紧时，不会产

4、生局部起伏、折棱和皱褶爭观象爪料面设计应遵循的基本原则有:1）压料面应为平面、单徒面或曲率很小的戏曲面，平滑无棉皱:2）压料面展开长度应比凸续表面展开长度要小，确保拉深毛坯能紧贴凸模,防止拉深起皱的现線；3）要合理选择压料面的位黑，尽虽采用水平位置或沿拉入方向的倾斜角a为40°50°保证拉深过程中能获得理想的金属流动速度.拉深筋在拉深行程中，坯料的周边在压边圈作用下，首先被拉深筋压弯成形.然后在凸模的作用F,坯料的周边产生拉深变形并向凹模里收缩，同时在拉深槛部位的坯料沿拉深筋表面滑移，在这个过程中所产生的原援阻力和弯曲变形阻力，都会便坯料断面内的径向拉应力增大，从而便板料充

5、分变形如果改变拉深筋的高度或者圆角半径，都可以产生调整径向拉应力的作用这冲调整径向拉应力的方法相对比较方便，而且其调整的范围也较大。拉伸筋设计合理，就可以在拉深时增加坯料的流动阻力，即増加坯料变形过程中的拉应力，从而形成硬化现彖，达到增加零件刚性和成形精度的目的.苑深筋的布賈原则为：1）A变形程度人:、同时径向拉应力也大的圆角处，可少设甚至不设拉深筋:2）直边处应设賈13条拉深筋，以増加变形阻力，使坯料流入凹模速度能与圆角部分保持平衡；3）当拉深深度相差较大时，在较浅的部位设置拉深筋.而在较深的部位可不设置拉深筋；4）金不形响拉深成形或后续修边模强度的前提下拉深筋可尽星靠近凹模圆加布買，以达到

6、节约材料，减小模貝轮廉尺寸，降低成本的目的改变门总成结构设计提髙门总成刚性b)b)d)图3.2午门总成结构的改变1加强板；2-ffi尼坚车门外形待别足车门外板上的转征线是整车设计的特色，不允许工艺上作变更，但通过改变车门内部结枸或特征来加强车门的刚度是町以接受的方案。因此，在征求设计人员的同意后，将理接于车门外板内侧的加强板的位管稍加改动，并将其宽度适当加宽（如图3.2所示），通过试验，发现车门的刚度也有-定程度的改善。另外，在将加强板位置上移后，腾岀的位冒上增加橡胶阻尼垫，进行前后刚度对比，可以发现，在增加了阻尼垫后，车门外板的刚度也有定程度的加强.车门冲压的坯料尺寸1420-图3.3坯料尺

7、寸b)车门内、外板所用坯料规格均为1650X1750X0.7,初始制订冲压工艺规程时，考虔外缘需要设计拉深筋，所用毛坯尺寸较大，但同时造成林料的利用率太低（见图3.4a）,后经CAE分析后修改拉深的轮剧及工艺补充的余料部分.确定车前门坯料尺寸为1420X15）0X0.7mm,其形状见图3.3及图3.4b,使材料和用率大为提高.后车门坯料尺寸为1320X1455X0.7mmo图3.4板材坯料焊装工艺在保证加强板及乍门外板冲压成形质最的前提下，加強板与车门外板要先进行焊接形成组件.由于采用胶粘剂的车门结构，刚度将大大增加，这一点对于行车安全具有十分重要的意义冋】胶烬车门较削纯电阻点焊车门有更好的强

8、度】。在进行总装时，两者之间还要涂胶。因此必狈确保加强板与外板之间的间隙符合设计要求，保证加强板与外板间的涂胶效果满足设计要求，从而消除车门外板刚性不足的现象。3.2冲压工艺方案考虑各项，结合生产实际，最终确定冲压工艺方案如图3.5所示，模具结构则如图3.6所示。”广4|y“XIA1IF*re*sc90*彳"1TW：w“AHZEUAft图3.5年门冲压工序卡图3.6模畀结构图3.3板材成形机理网331塑性拉伸失稳分散性失稳板材在冲压变形中，扳平面内主应力分别为叭、72,而板厚方向73-0,以比值来表示不同的应力状态在此应力状态F的对应主应变分别为£2、由SwiR提岀的“分散

9、性失稳”理论认为:由SwiR提岀的“分散性失稳”理论认为:当6都达到最大值时.板材将产生塑性拉伸失稳，失稳条件为:生塑性拉伸失稳，失稳条件为:如(l+x)(4-7x+4x2)d®4(1-x+x2)6(3.2)等效应变为：4小(3.3)(HxX4-7x+4x2)由式3.3可以得到.板材在不同的应力状态F(01)发生分散性失隐时的各应变分嚴.即极限变形值，町以图37分敕性火稳极PU曲线绘出其曲线,如图3.7集中性失稳Hill則认为：十板材在双向拉应力作用下产生型性失稳时.该失稳变形将集中在某一很小的区域中.而不转移到其它区域：在失稳处的剖面上.材料的应力强化率与板耳的缩减率平衡；局部失稳

10、才能继续下去，而其它部位的材料将因应力的保持不变而停止变形.梵失稳条件为：込(1+X)-TT=巧(3.4)叫2(1-x+x2)等效应变为：塑土巴(3.5)I4X按荻计算値可得曲线如图3.8所示.其它失稳观点分散性失稳与集中性失稳是板图38臬中性失忌极限曲线材拉伸变形不稳定状态的不冋发展阶段.材拉伸变形不稳定状态的不冋发展阶段.材料经分敬性失稳rtj发展到集中性失稳，如继续发展下去则为材料的断裂分离实验证明，实验成形极限图在0WxW0.5的区域内与集中性失稳理论的计算值相接近，但在0.5WxWl的区域内则与分敌性失稳理论的计算值比较的接近。图通过实验，在获御某种材料的板材平面内各种应力应变状态下

11、的成形极限点，并把这些点标注到以对数应变£八5为坐标轴的胃角坐标系中并连成线，即为该材料的成形极限图FLD(FormingLimitDiagram)或称为成形极限曲线FLC(FormingLimitCurve).成形极限图是用于表示坯料在冲压过程中，在板材平面内的两个主应变的联合作用下，某一区域变薄时所能够承受的极限应变值；板材平面内的两个主应变的任意组合，只要存在某种组合落在成形极限图中的成形极限曲线的上方的情况，材料在变形时就会在该处出现失效的现彖。而由于出现该情况时，材料足经过了弹性变形、均匀塑性变形、分散性失稳、集中性失稳、拉裂这么几个阶段，因此，判断冲压过程中材料失效的判据可以有三个：分散性失稳、集中性失稳及拉裂，从而利