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        背門(mén)內(nèi)板淺成型工藝開(kāi)發(fā)與模具設(shè)計(jì)

        2018-06-18 08:59:34劉磊
        時(shí)代汽車(chē) 2018年8期
        關(guān)鍵詞:分析

        劉磊

        柳州福臻車(chē)體實(shí)業(yè)有限公司 廣西柳州市 545006

        背門(mén)內(nèi)板是汽車(chē)覆蓋件中關(guān)鍵零件之一,有成型難度高,材料利用率低等問(wèn)題,如何提高背門(mén)內(nèi)板的零件質(zhì)量,以及通過(guò)提高材料利用率降低制造成本,這是汽車(chē)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和模具開(kāi)發(fā)者面臨的一大問(wèn)題。本文主要介紹淺拉延在背門(mén)內(nèi)板零件上的應(yīng)用,利用CAE分析軟件,確保零件成品質(zhì)量的前提下提高背門(mén)內(nèi)板材料利用率,降低生產(chǎn)制造成本。

        1 零件成型工藝分析

        下圖所示為汽車(chē)背門(mén)內(nèi)板的零件數(shù)模,材質(zhì)為CA-DC05-FD-Q/JDJ-GY66-2015,料厚0.7mm,零件外形尺寸為:1390mm x 1220mm x 320mm,主機(jī)廠對(duì)材料利用率要求為56%,鑒于之前對(duì)背門(mén)內(nèi)板的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)看,材料利用率基本在50%左右,距離客戶(hù)的要求56%還差的比較遠(yuǎn),如果用傳統(tǒng)的拉延方式,必然達(dá)不成客戶(hù)的要求,在此基礎(chǔ)上考慮采用淺拉延提高材料利用。

        1.1 前期的零件數(shù)模分析評(píng)估

        ①根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析,此零件風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)最大的位置在窗框位置的膠條密封面上,此處零件形狀呈V型,工藝性差,容易產(chǎn)生起皺問(wèn)題,密封面質(zhì)量要求高,因在此位置的數(shù)模必須細(xì)化,在保證零件各方面要求的前期下,經(jīng)過(guò)CAE軟件模擬分析,對(duì)零件的形狀、尺寸、精度要求等提出合理化建議,CAE分析的結(jié)果如下圖:

        ②根據(jù)CAE分析結(jié)果,圖示出在密封面局部R處造型急劇,加大起皺風(fēng)險(xiǎn),提出工程變更申請(qǐng)書(shū)(ECR,engineering change report)進(jìn)行設(shè)變,更改零件造型,消除尖角平順處理型面,通過(guò)過(guò)程查看發(fā)現(xiàn),此兩處起皺在成型過(guò)程已經(jīng)出現(xiàn),另外針對(duì)數(shù)模的一些不合理的地方提出的ECR,做出設(shè)變數(shù)模,做CAE分析驗(yàn)證,確保有效改善。ECR是前期數(shù)模溝通的重要手段,用來(lái)消除數(shù)模開(kāi)發(fā)的一些工藝不合理問(wèn)題,為后期模具開(kāi)發(fā)制造提供保障。詳見(jiàn)下圖:

        1.2 零件工藝補(bǔ)充與CAE模擬分析

        ①要達(dá)成57%的材料利用率,此零件的拉延補(bǔ)充部分要盡量少,因此選用了淺成型拉

        延,壓料面高過(guò)零件最低點(diǎn),盡量抬高壓料面,上模增加外壓邊圈,在凹模接觸料前開(kāi)始?jí)毫?,確保拉延穩(wěn)定性,具體工藝補(bǔ)充面如下圖所示:

        ②CAE分析設(shè)置如下,比普通的拉延相比,上模增加了周圈壓料,上壓料板Pad壓力設(shè)為定值20T,內(nèi)壓邊圈壓力40T,外壓邊圈壓力100T,摩擦系數(shù)0.17;

        ③經(jīng)過(guò)多次計(jì)算驗(yàn)證,最終得到了一個(gè)最優(yōu)化的結(jié)果,并在最優(yōu)化結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行極限CAE分析,使得零件的CAE分析狀態(tài)在規(guī)定的一個(gè)區(qū)間內(nèi)保持穩(wěn)定,利于后期現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的CAE,窗框起皺風(fēng)險(xiǎn)部分在成型過(guò)程中的起皺現(xiàn)象消除,處于一個(gè)可控的范圍。

        2 拉延模具結(jié)構(gòu)

        根據(jù)CAE分析結(jié)果和工藝排布,整體布置結(jié)構(gòu)見(jiàn)如下圖所示:

        模具外形尺寸:2560mm x 2120mm x 1100mm。

        模具材料:內(nèi)壓邊圈、凸模、外壓邊圈、壓料板、凹模采用TGC600材質(zhì),局部表面淬火,熱處理硬度50HRC以上,下模座采用HT300鑄鐵材質(zhì)。

        力源與行程:上模壓料板Pad采用氮?dú)鈴椈勺鳛榱υ?,壓料力大小?0T,行程為100mm,下模內(nèi)與外壓邊圈采用機(jī)床的頂桿作為力源,壓邊力大小為140T,行程為120mm。

        限位方式:上壓料板采用側(cè)銷(xiāo)作為工作和安全限位,下壓邊圈采用等高套筒加螺桿作為安全限位,上模壓力源采用的氮?dú)鈴椈纱?lián),方便后期制作對(duì)壓料力的控制,以及生產(chǎn)過(guò)程中監(jiān)控壓料力,見(jiàn)上右圖所示。

        3 實(shí)際零件狀態(tài)

        現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際制作出來(lái)的零件經(jīng)過(guò)調(diào)試,零件面品沒(méi)有問(wèn)題,密封面無(wú)起皺現(xiàn)象,零件合格率95.5%按時(shí)交付客戶(hù),到達(dá)客戶(hù)處生產(chǎn)狀態(tài)穩(wěn)定。零件材料利用率達(dá)到57.8%,超額達(dá)成既定目標(biāo)。

        4 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)對(duì)汽車(chē)背門(mén)內(nèi)板的數(shù)模分析設(shè)變、CAE工藝分析,通過(guò)三動(dòng)淺成型拉延的方式,在保證板件品質(zhì)的基礎(chǔ)上提供了材料利用率,這種方式為其他車(chē)型的背門(mén)內(nèi)板、轎車(chē)的尾箱內(nèi)板以及其他覆蓋件的拉延提供了新的思路參考。

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