關(guān)于汽車前地板起皺現(xiàn)象的工藝改進

曾文

摘要：針對江鈴汽車某車型前地板拉延工藝補充產(chǎn)生的起皺問題，從零件造型、模具結(jié)構(gòu)及結(jié)合Autoform軟件仿真模擬結(jié)果分析了該前地板起皺的產(chǎn)生原因，根據(jù)仿真分析及現(xiàn)場調(diào)試的結(jié)果提出了模具改善方案及一種新型的前地板拉延工藝，新的沖壓工藝能夠使該類型前地板起皺問題得徹底改善。

關(guān)鍵詞：前地板；起皺；Autoform；沖壓工藝

隨著競爭壓力的加劇，現(xiàn)在各大汽車主機廠對零件的生產(chǎn)要求及成本意識越來越高。模具生產(chǎn)是否高效，模具維修保養(yǎng)成本的高低，都成為沖壓生產(chǎn)非常關(guān)注的指標。因此不斷改進落后的模具工藝勢在必行。基于此，以一前地板為例，通過Autoform軟件仿真分析并結(jié)合現(xiàn)場調(diào)試結(jié)果，分析其工藝性問題，并提出改善的方案。

1 前地板拉延工序起皺問題及原因分析

1.1 起皺問題

如圖1所示，該前地板端頭工藝補充造型面起皺嚴重，已經(jīng)產(chǎn)生疊料現(xiàn)象。模具在生產(chǎn)過程中型面很容易拉毛，然后導(dǎo)致零件發(fā)熱積瘤，最終產(chǎn)生破裂，不得不停止生產(chǎn)拋光模具，造成了很大的停線損失和效率損失。但是拋光模具后生產(chǎn)也只能維持1個批次便需要再次拋光維護模具，耗費很多人力資源。

1.2 起皺原因分析

（1）零件造型分析：前地板零件造型成幾字形，中間高高凸起，落差208mm。幾字形零件在端頭高點和低點過度急劇，且落差高，成型時材料流動量很多，很容易聚料，成型工藝性不好。

（2）模具結(jié)構(gòu)分析：如圖2所示，為了使幾字形過渡平緩，模具端頭工藝補充做了兩個檻過渡，使幾字形輪廓平緩過渡，模具壓料面與模具凸模輪廓基本隨型。工藝補充檻的兩側(cè)都會在比較早的時候觸料，成型時對進料阻力要求控制均衡，否則很容易失穩(wěn)起皺。由于零件深度很深，端頭幾字形頂部和底部都很容易開裂，這就要求有足夠的材料流入補充開裂風(fēng)險區(qū)域。為了防止開裂減小進料阻力是最常用有效的方法，材料流入量過多就容易起皺。

（3）仿真模擬分析：將模具模面導(dǎo)入Autoform軟件中，建立模型，設(shè)置參數(shù)。

通過調(diào)整拉延筋參數(shù)，使板料收縮線與實際拉延件接近。Autoform中的起皺位置及狀態(tài)都與實際基本一致。打開Autoform中主應(yīng)變方向判斷命令，在起皺區(qū)域存在很明顯的壓縮應(yīng)變。起皺區(qū)域的材料流入量是最大的，由于材料流入過多，在該區(qū)域形成了多料，多余的材料受到壓縮應(yīng)變導(dǎo)致材料積聚造成了起皺和疊料。

2 改進方案

基于此，本文提出以下改進方案。方案一不能消除起皺問題但可以大大減少模具維護的頻率，同時模具改動量很小；方案二能夠徹底消除起皺問題但是需要重新開發(fā)模具，代價很高。具體改進方案如下：

2.1 改進方案一

端頭起皺和開裂問題成為一個矛盾，控制起皺后零件容易開裂，要防止開裂起皺又難以避免。因為起皺部位在工藝補充型面上，屬于廢料區(qū)，后序?qū)⑿捱厡コ簦灰挥绊懮a(chǎn)，能夠減少模具的維護頻次，起皺是可以被接受的。模具受力的主要部位在凹模圓角和凸模圓角，側(cè)壁只在成型的后階段才受力。因此可以將起皺區(qū)域?qū)?yīng)的凹模側(cè)壁部分放空使凸凹模間隙變大，減少凹模與零件的接觸，以達到減輕模具拉毛的目的。現(xiàn)場經(jīng)過多次調(diào)試，反復(fù)嘗試側(cè)壁間隙的放大量，在保證零件穩(wěn)定成型的情況下，確認出最優(yōu)的間隙。該方案取得了良好效果，零件可以連續(xù)生產(chǎn)5個批次以上不需要維護。

2.2 改進方案二

該類深拉延的幾字形零件用以上拉延檻工藝補充難以解決起皺問題，只要端頭做成封閉包圍形式，無論怎樣做工藝補充造型都會有起皺和開裂風(fēng)險的矛盾。因此考慮使用敞開拉延工藝來解決起皺問題。將模具端頭做長，要使板料長度小于凸模長度，零件平面造型區(qū)域設(shè)置壓料，端頭凸起部分不壓料。

按此工藝建立模面，導(dǎo)入Autoform，調(diào)整參數(shù)后模擬結(jié)果。通過起皺評價標準可以看到起皺情況非常輕微，由于端頭凸起部分做成敞開式拉延，材料沒有受到壓邊圈的壓料力，進料速度很快，落差最高的頂部和底部不會有開裂風(fēng)險。這樣零件平面造型部分就可以施加較大且均衡的進料阻力控制材料流入量，從而很好的控制了起皺問題。該工藝成功運用到了某改款車型的前地板開發(fā)中，調(diào)試效果非常好，徹底解決了端頭起皺與開裂的問題。

3 結(jié)語

通過論文的分析，針對起皺原因結(jié)合Autoform仿真分析，找到了一種可以徹底解決幾字形前地板起皺問題的方案。新的工藝方案成功運用到了后續(xù)車型前地板的開發(fā)，極大的提高了生產(chǎn)效率，減少了開發(fā)風(fēng)險及模具維護成本。

參考文獻：

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