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        沖壓同步工程在汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)中的運(yùn)用分析

        2019-06-11 12:32:47梁日輝
        科學(xué)與財(cái)富 2019年9期
        關(guān)鍵詞:開裂起皺

        摘要:伴隨汽車制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,汽車生產(chǎn)技術(shù)逐漸提升,沖壓同步工程作為生產(chǎn)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié),在汽車設(shè)計(jì)中發(fā)揮重要的作用?;诖?,本文從汽車開發(fā)角度出發(fā),對沖壓同步工程的應(yīng)用進(jìn)行了簡要研究,并立足于Autoform以及Dynaform軟件,分析了應(yīng)用過程中存在的問題以及解決方法。

        關(guān)鍵詞:沖壓同步工程;開裂;起皺

        引言:

        汽車需求量的進(jìn)一步增加,對汽車制造質(zhì)量提出了更高要求,沖壓同步工程在此背景下被廣泛應(yīng)用,在提升產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),還可以降低生產(chǎn)成本。但是,該工程在實(shí)際生產(chǎn)過程中,容易出現(xiàn)開裂、變形等問題,致使產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷。因此,對沖壓同步工程在汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)中的運(yùn)用分析有著鮮明現(xiàn)實(shí)意義。

        1沖壓同步工程工作內(nèi)容

        沖壓同步工程的工作內(nèi)容主要可以分為三個(gè)階段,分別是概念階段、工程化設(shè)計(jì)階段以及樣車試驗(yàn)階段。在概念階段,工程師會對競爭車的工藝以及規(guī)劃沖壓生產(chǎn)能力進(jìn)行分析,還會應(yīng)用模型法對汽車產(chǎn)品主斷面工藝進(jìn)行分析。工程化設(shè)計(jì)階段工程師將會對產(chǎn)品的具體特征以及功能要求進(jìn)行分析,并立足于生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)效益等因素,規(guī)劃產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃,計(jì)算各個(gè)產(chǎn)品的材料利用率,分析各個(gè)產(chǎn)品沖壓的可行性,合理的制定設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)方案。樣車試驗(yàn)階段是為了進(jìn)一步試驗(yàn)各個(gè)產(chǎn)品的實(shí)際沖壓可行性,這個(gè)階段中,沖壓工程師將會對同步工程前期階段進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)并解決沒有在預(yù)測方案之內(nèi)的沖壓工藝問題。此階段包含對零件質(zhì)量檢測,對產(chǎn)品的剛性分析以及產(chǎn)品裝配監(jiān)管等內(nèi)容,以此為沖壓同步工程的成功提供保證。

        2沖壓同步工程中存在的問題和解決措施

        2.1開裂

        沖壓同步工程中往往會因?yàn)樽饔迷诋a(chǎn)品上的應(yīng)力過大,致使產(chǎn)品發(fā)生開裂。在Autoform軟件中,將會應(yīng)用FLD來進(jìn)行分析,F(xiàn)LD是一個(gè)完整的極限圖,在這個(gè)極限圖中會有一個(gè)主應(yīng)變以及次應(yīng)變的標(biāo)準(zhǔn)線,當(dāng)測試之后的主應(yīng)變以及次應(yīng)變數(shù)值,處于該標(biāo)準(zhǔn)線的上方,則證明產(chǎn)品在沖壓同步工程中發(fā)生開裂,或者說是存在一定的開裂風(fēng)險(xiǎn),因此需要對產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)[1]。例如,對某一個(gè)汽車產(chǎn)品進(jìn)行FLD分析,該產(chǎn)品有一處位置次應(yīng)變數(shù)值為0,主應(yīng)變數(shù)值為0.5,而標(biāo)準(zhǔn)線次應(yīng)變數(shù)值為0時(shí),主應(yīng)變數(shù)值為0.3,證明產(chǎn)品這個(gè)位置發(fā)生開裂,經(jīng)過檢測,發(fā)生開裂的原因?yàn)檫^渡圓角的設(shè)計(jì)角度太小,因此優(yōu)化過程中將原有的8mm過度圓角,修改為12mm過度圓角,隨后將新產(chǎn)品進(jìn)行FLD分析,所有位置的主應(yīng)變以及次應(yīng)變數(shù)值均處于標(biāo)準(zhǔn)下下方,說明產(chǎn)品優(yōu)化成功。

        2.2起皺

        起皺缺陷主要作用形式為產(chǎn)品表面出現(xiàn)皺曲,產(chǎn)生原因是因?yàn)楫a(chǎn)品板材的厚度尺寸與水平尺寸存在差異,進(jìn)而造成了產(chǎn)品厚度方向發(fā)生波動,當(dāng)該波動達(dá)到一定程度時(shí),板材的水平面應(yīng)力也會受到影響,因此產(chǎn)品表面產(chǎn)生波紋。在Autoform軟件中,進(jìn)行起皺仿真試驗(yàn),按照常規(guī)操作經(jīng)驗(yàn),通常情況下會在產(chǎn)品凹、凸模之間的距離為0.4cm時(shí)進(jìn)行起皺檢查,這是因?yàn)楫?dāng)凹、凸模全部貼合,起皺區(qū)域被拍平,會影響檢查的準(zhǔn)確性。例如,在對某種汽車車門進(jìn)行檢驗(yàn)過程中,發(fā)現(xiàn)車門的某一位置存在起皺缺陷,為了解決起皺問題,需要對產(chǎn)品進(jìn)行合理的優(yōu)化,本次優(yōu)化在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中,增加了條形凸起特征,以吸收整形過程中產(chǎn)生的多余板材。應(yīng)用此方法優(yōu)化之后,原產(chǎn)品的起皺問題沒有發(fā)生。

        2.3重力變形

        重力變形是指汽車產(chǎn)品在自身作用下,發(fā)生形變。對于汽車產(chǎn)品而言,很多組件的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜,所以剛性較差,在生產(chǎn)過程中容易發(fā)生變形。這也是對沖同步工程中一個(gè)較為常見的問題。以某品牌車輛頂蓋為例,該品牌汽車的頂蓋具有較大的曲率半徑,并且?guī)в刑齑?,?dāng)車蓋四角接觸工作臺之后,中間部分容易發(fā)生重力變形[2]。利用Dynaform軟件進(jìn)行仿真分析,最終得出產(chǎn)品中間部位存在形變,且應(yīng)變值最高可達(dá)0.800,產(chǎn)品為報(bào)廢產(chǎn)品,不能使用。為證明Dynaform軟件測試的準(zhǔn)確性,設(shè)計(jì)簡易軟膜對產(chǎn)品進(jìn)行模擬,模擬過程中因?yàn)楫a(chǎn)品的剛性較差,在自身重力的作用下同樣會發(fā)生形變,證明Dynaform軟件分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。針對該產(chǎn)品存在的問題對其進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化方法為在產(chǎn)品中增加加強(qiáng)筋,以此來提升產(chǎn)品剛度。優(yōu)化之后應(yīng)用Dynaform軟件對產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn),其最大應(yīng)力值為0.12,其余部分應(yīng)力值大多為0,沒有發(fā)生重力形變,優(yōu)化方法可行。

        結(jié)論:

        綜上所述,沖壓同步工程雖然在汽車產(chǎn)品生產(chǎn)過程中可以提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本,但是容易讓產(chǎn)品出現(xiàn)開裂以及變形等缺陷,嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。本文以上內(nèi)容立足于Autoform以及Dynaform軟件,分析了問題的產(chǎn)生原因,并針對相應(yīng)問題提出優(yōu)化方法,為汽車產(chǎn)品制造提供一定的參考。

        參考文獻(xiàn):

        [1]高亮.汽車沖壓同步工程淺談[A].河南省汽車工程學(xué)會.第十三屆河南省汽車工程科技學(xué)術(shù)研討會論文集[C].河南省汽車工程學(xué)會:河南省汽車工程學(xué)會,2016:2.

        [2]王沖,李貴,張學(xué)文,賈雪.基于沖壓同步工程側(cè)圍外板成形分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)[J].模具工業(yè),2016,42(03):29-34.

        作者簡介:梁日輝(1994),男,民族:漢,職稱和學(xué)歷:本科,研究方向或?qū)I(yè):車輛工程(汽車方向)。

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