基于AutoForm的頂蓋加強板同步工程剖析

我國汽車行業發展迅猛，競爭日趨激烈。汽車車身各類覆蓋件一般具有形狀復雜、結構尺寸較大以及成形質量高等特點。沖壓階段前期SE研討在縮短汽車開發周期、減少模具制造周期、降低模具開發成本、提高模具設計質量等方面具有重要的意義。頂蓋加強板屬于形狀復雜、材料厚、精度要求高的汽車內板覆蓋件，在成形性方面，容易形成開裂、隱裂等成形缺陷；工藝性方面，容易出現毛刺、塌邊、回彈、變形等表面品質缺陷，本文利用AutoForm、UG軟件對頂蓋加強板進行同步工程、沖壓仿真模擬，預測沖壓過程中的質量缺陷，并考慮從低成本角度實現該制件的生產。其最終分析結果及改進措施用于指導產品設計，促進設計效率的提升。

產品概述

某車型頂蓋加強板零件，如圖1所示。材質為210P1FB，料厚為1.2mm，零件的外形尺寸為1631mm×1126mm×80mm。

上述為頂蓋加強板初期數據，通過觀察，發現該頂蓋加強板天窗口尺寸較大，內部包含翻邊造型，前后2側存在7處涂膠槽。共包含15處天窗沉臺，43個孔，2側法蘭邊為白車身焊接搭接面。為達到制件最佳成形性能，保證白車身焊接過程中制件焊接狀態。經綜合分析，采用拉延、修邊沖孔、二次修邊沖孔、翻邊整形四工序成形工藝。

成形性分析

拉延工序設計中，第一步：確定制件成形沖壓方向，沖壓方向的制定應保證成形階段凸模完全進入凹模，無凸模接觸不到的區域，且凸模初始接觸為較大的面接觸，并確保拉深深度差最小。通過在AutoForm中觀察該制件，以車身方向微調(圖2)制定沖壓方向可保證制件成形的最佳狀態。

考慮到資金、物流、服務支持能力及顧客需求等諸多因素，大部分家電企業的產品并不會直接售賣給終端消費者，而是通過經銷商中轉到消費者手中。因此，對于以經銷商作為開拓、維護市場主力的家電企業來說，經銷商管理無疑就成為公司管理中極為重要的一部分。本文以B公司為例，來談談家電企業的經銷商管理問題及優化方案，希望給讀者帶來啟示。

第三步：拉延筋的選取。在拉延分析過程中，拉延筋的選取是至關重要的。拉延筋可以調整進料阻力，減小成形過程中對壓邊力、壓料面的要求，進而可以降低設備能耗，開源節流，降低成本。通過調整拉延筋還可以改變制件成形質量。由于頂蓋加強板板料為高強板，且料厚較厚，為實現最佳成形狀態，故選取圓形筋。筋參數尺寸如圖4所示，其中H、r值可根據制件成形狀態調整，選擇合理值。

第二步：壓料面設計。壓料面以水平形式設計為最好，因為其阻力變化容易控制。此頂蓋加強板采用隨形方式設計壓料面，同時提升制件材料利用率、降低生產成本，分模線位置選擇產品法蘭邊根部R角。壓料面形式、工藝補充形式如圖3所示。

當今汽車市場，車型種類繁多，競爭日益增大，各車企均在尋求降成本途徑。為增加整車利潤，提升整車競爭優勢，在前期SE階段探索，確定降成本方式已成為必然途徑。

根據《中國成人血脂異常防治指南（2016年修訂版）》[9]的標準，TG水平以空腹（禁食12 h以上）＜1.7 mmol/L為合適水平，TG≥2.3 mmol/L為升高。根據空腹TG水平的不同，對高甘油三酯血癥的嚴重程度進行分層（表1）。血清TG＞2.3 mmol/L的患者ASCVD風險增加。

第四步：板料的設計。板料的形狀及尺寸設計直接影響制件材料利用率，由于此頂蓋加強板內部天窗口較大，若直接采用矩形板，則天窗口處材料被浪費(受生產設備及環境限制，天窗口內材料無法回收)，造成材料利用率極低。為提升材料利用率，故采用回形板料(圖5)。此時需要增加一套落料模具開發(下文將對是否增加落料模進行研討)。

制件工藝性主要體現為制件的表面狀態，工藝性分析目的在于前期發現并規避制件表面問題點，如毛刺、變形、回彈等。通過在UG軟件中對制件模擬仿真分析，得出制件主要工藝性問題點如表1所示。

制件按照建議點更改后，成形性滿足需求，改后分析結果如圖7所示。

見面第一句話，他就對睜著一雙疑慮大眼睛的女主人說，我有一個朋友叫老林，今晚我和他在一起。你放心吧，不會有事。我們說好的，互相幫忙。

工藝性分析

以上內容選取完成后，在AutoForm上按照以上參數設置，得出初期分析結果如圖6所示，從圖示結果中不難看出，制件多處部位已超出此板料成形極限值，問題點部位已無法通過工藝角度優化提升，產品需進行更改。

低成本實現角度分析

商務英語屬于特殊用途英語，其教學過程體現了把英語作為工具進行內容教學，以學促用，學用一體的理念（戚揚，2017）。在商務英語課上，為培養學生自主學習的能力，可以運用成長記錄袋，給學生提供展示自己和記錄自己成長的平臺，推動學生進行學習反思，從而促進學生元認知能力的提高，在對學生自主學習能力、心理和行為三個方面皆有很大的推動作用。而商務英語課上的學生成長記錄袋主要包含以下三方面內容。

通過分析，確定此頂蓋加強板可通過以下兩種方式降成本：⑴通過觀察此頂蓋加強板各處造型，不難發現天窗安裝凸臺造型處六角孔拐角R值僅為0.5mm，從加工角度而言，R角尺寸小，加工要求高，所需設備精度及刀具要求更高，無形中增加成本。故可以通過將其半徑更改為1mm，進而降低成本。⑵板料選取回形料，增加落料模固然可以通過收集天窗口內部材料提升材料利用率，降低成本投入，但會增加單套落料模具開發成本，且材料收集方案會造成落料線生產效率低，收集后材料打包、轉運亦會增加人工成本。為使成本降低最大化，規劃頂蓋加強板板料采用回字形拼焊板料(在使用拼焊板之前需確認車型年產量，只有年產量達到一定程度后，拼焊板才會達到預期降成本效果)，板料廠家直接提供拼焊完成后板料。經AutoForm分析，板料更換為拼焊板后對制件成形性無影響，具體如圖8所示。

因此，就業角度的人工智能樂觀派，恐怕很難成立。這意味著，人工智能將粉碎人類有史以來的重復性勞動和生活樣態。

最終產品造型

綜上所述，最終制件狀態如圖9所示，按此造型設計可保證后期制件成形及工藝狀態，并可最大程度降低開發成本。

現場狀態

按照上述文中所提及方法進行模具設計與現場實際生產，現場出件產品如圖10所示。整個產品無開裂成形性問題，無毛刺、變形等表面質量缺陷問題，與AutoForm軟件模擬結果基本一致，滿足產品的使用要求。

結束語

通過前期同步工程，并使用AutoForm軟件，對頂蓋加強板進行仿真模擬分析，根據模擬結果預測零件開裂、起皺、毛刺、回彈等成形性及工藝性問題，為前序部門提供改善優化建議，對改善產品質量，減少設計工時、縮短現場模具調試時間，縮短模具開發周期，降低模具開發成本等具有重要指導意義。