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        減薄分析在優(yōu)化車門外板緩凹缺陷中的應用

        2021-07-03 04:11:20李輝周翔宇
        汽車實用技術 2021年12期
        關鍵詞:流入量薄率拉延

        李輝,周翔宇

        (上汽集團商用車技術中心,上海 200438)

        引言

        車門外板因強度不足引起的緩凹會直接影響整車外觀質量,導致整車光影變形、錯位[1]。同時門外板偏軟也會產(chǎn)生汽車在行駛過程中門板震顫、車內風噪聲偏大等問題[2-3]。因此,作為車身重要的外觀組成部分,車門外板應具有足夠的強度以滿足外觀質量及風噪要求[4]。本文將基于某MPV車門外板實際試生產(chǎn)中出現(xiàn)的緩凹缺陷,綜合分析問題產(chǎn)生原因,并結合CAE理論分析調整模具結構解決優(yōu)化缺陷,使門外板滿足性能要求。

        1 產(chǎn)品分析及問題

        1.1 產(chǎn)品特點分析

        本文中的車門外板為某MPV車型后車門外板,厚度為0.65mm,材質為CR210BD+Z。產(chǎn)品如圖1所示,上下各有反凹造型,同時主要區(qū)域的曲率半徑主要分布在R800-2000之間,具有較小的曲率半徑且有足夠的造型??紤]到此門外板存在左右對稱件,并結合其產(chǎn)品特征,采用左右合模對拼的方式生產(chǎn),板料產(chǎn)品CAE階段,用AutoForm軟件分析,其主要區(qū)域的理論減薄率均大于4%,理論分析無開裂、起皺成型性風險。

        圖1 車門外板及其產(chǎn)品緩凹區(qū)域

        1.2 產(chǎn)品問題點

        產(chǎn)品經(jīng)沖壓、內外板包邊,再經(jīng)涂裝后發(fā)現(xiàn),用手能觸摸門板有明顯緩凹,用手輕壓會造成表面軟塌,具體區(qū)域如圖1圈中所示。

        2 問題分析及方案實施

        2.1 板料流入量分析

        首先根據(jù)留取拉延工序件,測量各處的板料流入量。由于左右門外板為對拼拉延,我們對單個產(chǎn)品的另外3側均進行了測量,并和CAE仿真數(shù)據(jù)進行對比,如圖2所示。

        圖2 板料流入量測量

        測量發(fā)現(xiàn)門外板板料實際流入量與CAE仿真數(shù)據(jù)存在較大差異。門板上側實際測量拉延工序件板料流入量為15mm,用AutoForm仿真的分析外板板料流入量為7.89mm;右側實際測量拉延工序件板料流入量為6.5~7mm,用Auto Form仿真的分析外板板料流入量為4.23mm;下側實際測量拉延工序件板料流入量為11~12 mm,用AutoForm仿真的分析外板板料流入量為8.13~8.73 mm。

        表1 板料流入量對比 單位:mm

        測量結果表明門外板各處的板料實際流入量均明顯大于CAE仿真數(shù)據(jù),初步說明產(chǎn)品在拉延工序成型是不穩(wěn)定的,板料流入過多容易造成拉延不充分、產(chǎn)品減薄較小及塑形變形程度低[5]。

        2.2 產(chǎn)品減薄分析

        基于板料流入量分析結果及初步結論,對產(chǎn)品減薄進行測量分析。根據(jù)留取拉延工序件,對強度不足的區(qū)域剪取板料進行厚度測量。

        圖3 減薄率(厚度)測量

        測量發(fā)現(xiàn)門外板凹陷處實際厚度為0.64mm,相比板料厚度0.65mm,此處減薄率1.2%;凹陷處仿真數(shù)據(jù)減薄率為4.7%,兩者相差很大,說明拉延工序件拉伸不到位,板料塑形變形不充分,導致該處局部剛性弱。

        2.3 優(yōu)化方案與實施結果

        基于板料流入量及減薄率的分析,基本確定了門外板緩凹缺陷原因主要是板料流入過多,凹陷處減薄率過低,板料未能充分拉延[6]。進一步分析模具結構,主要原因可能是壓邊圈研磨不良,導致拉延筋與槽的間隙偏大、拉延筋系數(shù)較小[7]。為此,對壓邊圈進行補焊及進一步研合,減小拉延筋與槽的間隙,增大板料流入阻力,如圖4所示。

        圖4 拉延模壓邊圈與拉延筋示意圖

        通過整改和實驗,同樣地留取整改后的拉延工序件進行減薄測量,取凹陷處一段產(chǎn)品,測量其厚度由0.64mm減至0.63mm,減薄率提升至3.1%,車門外板緩凹基本上消除,用手按壓車門外板有明顯硬化,說明產(chǎn)品強度得到顯著提高。

        3 結論

        門外板類產(chǎn)品的強度是保證其外觀質量及其它性能的關鍵因素,而板料在充分拉延時產(chǎn)生足夠的塑形變形,可使產(chǎn)品強度得到增強效果。在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)產(chǎn)品強度不足導致的緩凹缺陷時,為判斷板料拉延是否充分,首先可對板料的流入量進行檢測,然后再對其厚度即減薄率進行測量。結合AutoForm理論CAE分析與實際的對比,能夠較快地找到此類問題原因,從而在指導模具工作調試時能夠縮短調試時間、降低調試成本。

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