卡车侧围模面成形仿真及模面设计优化研究（下）

2017-08-01孙晓陆滕君安徽江淮汽车股份有限公司

锻造与冲压 2017年14期

关键词：模面拉延起皱

文／孙晓，陆滕君·安徽江淮汽车股份有限公司

文／孙晓，陆滕君·安徽江淮汽车股份有限公司

《卡车侧围模面成形仿真及模面设计优化研究（上）》见《锻造与冲压》2017年第12期

卡车侧围成形仿真过程及结果分析优化

成形仿真基本过程及模型建立

根据CAE模型建立及分析方法，设置侧围的分析工具及各项参数，建立图11所示模型。其中，坯料材质为DC04，料厚为1.0mm，材料的屈服强度Re=200MPa，抗拉强度Rm=300MPa，杨氏模量E=210GPa，硬化指数n=0.22，压边力为200t，摩擦系数为0.15。

图11 CAE分析模型及料片形状

成形仿真结果分析及模面优化

对产品进行CAE分析，根据结果调整压边力及拉延筋参数。在此基础上得到最佳分析结果，如图12所示。此结果中零件绝大部分成形充分，除了标记3处有起皱趋势，实物中会出现起皱或表面不平的情况。1、3处可通过修改工艺消除缺陷，2处因零件造型及工序数限制，工艺无法变更。且后续有整形工序可以在一定程度上优化，同时在模具制作中极力提升此处模面的光洁度来提高材料流动率，减轻起皱缺陷。

图12 CAE成形结果图

对于1处缺陷，可通过工艺优化予以消除，如图13所示，右侧是优化以后的拉延模型面，可见，法兰面处的模面造型并不是完全随形设计的，而是将法兰面顺势做出部分延伸，延伸面与压料面自然衔接，这种工艺补充在材料流动方向上有种阶梯式的渐变，避免了型面变化剧烈处因材料流动不畅造成的堆积，表现在实物中就是起皱，工艺变更后拉延工序成形性良好，无起皱开裂等缺陷，如图14所示。拉延件经过修边、翻边工序，得到最终零件。

图13 工艺优化前后模面对比图

图14 CAE分析结果

对于风窗处缺陷3，可通过优化拉延模面消除缺陷，增加图15标记处的台阶，台阶由靠近型面一端逐步向外凸出，设置在废料区域的台阶给材料流动一个顺势的导向作用，使拉延模型面饱满，料片材料流动顺畅，整个造型处材料减薄率达标（3%～25%）且减薄均匀，消除了原模面中的起皱区域，CAE结果如图15所示。同时，废料区域的台阶可以起到“储料”作用，将更多的材料消耗在废料区，产品区的材料相对减少，且减薄率达标。后续修边是向内整形的材料堆积过程，因拉延时留在产品区域无过多材料，所以整形后也就没有起皱缺陷，如图16所示。

对于2处型面不平的缺陷，因此处产品造型波动过大，拉延曲率变化大及走料受多重应力作用，拉延过程中容易产生积料，这也是大型覆盖件生产的难点及共性问题。在本产品实际生产中已经做过多轮整改，通过提升模具研合率，优化拉延筋，提升模具光洁度等方式，将该缺陷问题调整到最佳状态，使型面不平度误差控制在肉眼不可见状态。

通过CAE分析优化，结合模具实际生产中精工细作，最终得到质量较好的零件，如图17所示。