冲压同步工程在汽车产品设计开发中的运用分析

摘要：伴随汽车制造行业的进一步发展，汽车生产技术逐渐提升，冲压同步工程作为生产中必不可少的一个环节，在汽车设计中发挥重要的作用。基于此，本文从汽车开发角度出发，对冲压同步工程的应用进行了简要研究，并立足于Autoform以及Dynaform软件，分析了应用过程中存在的问题以及解决方法。

关键词：冲压同步工程;开裂;起皱

引言：

汽车需求量的进一步增加，对汽车制造质量提出了更高要求，冲压同步工程在此背景下被广泛应用，在提升产品质量的同时，还可以降低生产成本。但是，该工程在实际生产过程中，容易出现开裂、变形等问题，致使产品出现缺陷。因此，对冲压同步工程在汽车产品设计开发中的运用分析有着鲜明现实意义。

1冲压同步工程工作内容

冲压同步工程的工作内容主要可以分为三个阶段，分别是概念阶段、工程化设计阶段以及样车试验阶段。在概念阶段，工程师会对竞争车的工艺以及规划冲压生产能力进行分析，还会应用模型法对汽车产品主断面工艺进行分析。工程化设计阶段工程师将会对产品的具体特征以及功能要求进行分析，并立足于生产成本以及生产效益等因素，规划产品生产计划，计算各个产品的材料利用率，分析各个产品冲压的可行性，合理的制定设计以及生产方案。样车试验阶段是为了进一步试验各个产品的实际冲压可行性，这个阶段中，冲压工程师将会对同步工程前期阶段进行检查，发现并解决没有在预测方案之内的冲压工艺问题。此阶段包含对零件质量检测，对产品的刚性分析以及产品装配监管等内容，以此为冲压同步工程的成功提供保证。

2冲压同步工程中存在的问题和解决措施

2.1开裂

冲压同步工程中往往会因为作用在产品上的应力过大，致使产品发生开裂。在Autoform软件中，将会应用FLD来进行分析，FLD是一个完整的极限图，在这个极限图中会有一个主应变以及次应变的标准线，当测试之后的主应变以及次应变数值，处于该标准线的上方，则证明产品在冲压同步工程中发生开裂，或者说是存在一定的开裂风险，因此需要对产品进行优化设计[1]。例如，对某一个汽车产品进行FLD分析，该产品有一处位置次应变数值为0，主应变数值为0.5，而标准线次应变数值为0时，主应变数值为0.3，证明产品这个位置发生开裂，经过检测，发生开裂的原因为过渡圆角的设计角度太小，因此优化过程中将原有的8mm过度圆角，修改为12mm过度圆角，随后将新产品进行FLD分析，所有位置的主应变以及次应变数值均处于标准下下方，说明产品优化成功。

2.2起皱

起皱缺陷主要作用形式为产品表面出现皱曲，产生原因是因为产品板材的厚度尺寸与水平尺寸存在差异，进而造成了产品厚度方向发生波动，当该波动达到一定程度时，板材的水平面应力也会受到影响，因此产品表面产生波纹。在Autoform软件中，进行起皱仿真试验，按照常规操作经验，通常情况下会在产品凹、凸模之间的距离为0.4cm时进行起皱检查，这是因为当凹、凸模全部贴合，起皱区域被拍平，会影响检查的准确性。例如，在对某种汽车车门进行检验过程中，发现车门的某一位置存在起皱缺陷，为了解决起皱问题，需要对产品进行合理的优化，本次优化在产品设计过程中，增加了条形凸起特征，以吸收整形过程中产生的多余板材。应用此方法优化之后，原产品的起皱问题没有发生。

2.3重力变形

重力变形是指汽车产品在自身作用下，发生形变。对于汽车产品而言，很多组件的结构并不复杂，所以刚性较差，在生产过程中容易发生变形。这也是对冲同步工程中一个较为常见的问题。以某品牌车辆顶盖为例，该品牌汽车的顶盖具有较大的曲率半径，并且带有天窗，当车盖四角接触工作台之后，中间部分容易发生重力变形[2]。利用Dynaform软件进行仿真分析，最终得出产品中间部位存在形变，且应变值最高可达0.800，产品为报废产品，不能使用。为证明Dynaform软件测试的准确性，设计简易软膜对产品进行模拟，模拟过程中因为产品的刚性较差，在自身重力的作用下同样会发生形变，证明Dynaform软件分析数据准确。针对该产品存在的问题对其进行优化，优化方法为在产品中增加加强筋，以此来提升产品刚度。优化之后应用Dynaform软件对产品进行检验，其最大应力值為0.12，其余部分应力值大多为0，没有发生重力形变，优化方法可行。

结论：

综上所述，冲压同步工程虽然在汽车产品生产过程中可以提升产品质量、降低生产成本，但是容易让产品出现开裂以及变形等缺陷，严重影响了生产效率。本文以上内容立足于Autoform以及Dynaform软件，分析了问题的产生原因，并针对相应问题提出优化方法，为汽车产品制造提供一定的参考。

参考文献：

[1]高亮.汽车冲压同步工程浅谈[A].河南省汽车工程学会.第十三届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C].河南省汽车工程学会：河南省汽车工程学会，2016：2.

[2]王冲，李贵，张学文，贾雪.基于冲压同步工程侧围外板成形分析及结构改进[J].模具工业，2016，42（03）：29-34.

作者简介：梁日辉（1994），男，民族：汉，职称和学历：本科，研究方向或专业：车辆工程（汽车方向）。