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        基于Autoform的高強鋼前翼板支架沖壓工藝分析*

        2022-01-25 03:39:34張留偉顧賽君褚建忠徐慧西
        模具制造 2021年12期
        關鍵詞:修邊模面翼板

        張留偉,顧賽君,褚建忠,胡 烈,徐慧西

        (1.臺州科技職業(yè)學院,浙江臺州 318000;2.浙江黃巖沖模有限公司,浙江臺州 318000)

        1 引言

        相對于其它新材料來講,高強度鋼具有成本低,普及率高等優(yōu)點,具有顯著的較好的性價比,這都使它成為汽車輕量化的優(yōu)選沖壓材料,其應用范圍越來越普遍。由于高強度鋼有著強度高、延展性不好等性能,因此在沖壓作業(yè)中常常帶來起皺、破裂、回彈大等不良現(xiàn)象的產生。這些沖壓缺陷若運用傳統(tǒng)的試錯法、經驗法等方法去解決,效果往往很不理想。隨著汽車產業(yè)的不斷發(fā)展和分析模擬軟件的不斷涌現(xiàn),汽車覆蓋件的開發(fā)周期大大縮短,并能很好的解決了沖壓作業(yè)中帶來的起皺、破裂、回彈大等不良現(xiàn)象[1~4]。

        利用Autoform有限元分析軟件可以大大提高沖壓模具設計的效率,可以有效減少工作部件在實際加工中出現(xiàn)的質量問題,減少材料的不必要浪費,節(jié)省費用,降低成本。Autoform有效元軟件算法比較精準,能運用到各種復雜的工況下,使其能夠成為廣泛使用的工具。另外,在解決汽車覆蓋件的回彈問題上,此模擬仿真軟件表現(xiàn)卓越,可以有效減少前期的工藝設計方面的時間,提高企業(yè)效益[5~7]。

        2 制件分析和工藝規(guī)劃

        2.1 制件分析

        前翼板支架分為左和右支架,為了節(jié)省成本,兩支架一起沖壓成形,左右前翼板支架如圖1所示,前翼板左支架總重量6.5kg,右支架總重量5.4kg,所使用的料片尺寸為左支架:920×1,425×1.5mm,右支架:2,050×1,425×1.5mm,料厚1.5mm,料片重量25kg,材料利用率大約為48%。由于左右支架不對稱,增加了拉伸工序的難度。

        圖1 制件圖

        2.2 工藝規(guī)劃

        由于前翼板左右支架不對稱,故在拉伸成形工序中添加刺破,從而防止出現(xiàn)起皺或拉破現(xiàn)象的產生。綜合左右前翼板支架特點,設計出以下6道工序:

        OP10:DR+刺破(拉伸+刺破)。

        OP30:TR+PI+CTR+CPI(修邊+沖孔+側修邊+側沖孔)。

        OP40:FL+RST(翻邊+整形)。

        OP50:PI+CPI(沖孔+側沖孔)。

        OP60:PI+CPI+BUR+TR(沖孔+側沖孔+翻孔+修邊)。

        圖2所示為OP10拉伸和刺破工藝模面示意圖。

        圖2 拉伸和刺破工藝模面

        本工序所用模具的上模座材質為HT300,壓邊圈材質為HT300和Cr12MoV,下模作材質為HT300,凹模材質為Cr12MoV,凸模材質為球墨鑄鐵QT700L。所用沖壓機床為2,000t,模具閉合高度為1,000mm,送料高度為930mm,成形力為1,600t,壓邊力為230t,壓邊圈行程為275mm。

        圖3所示為OP20:TR+PI+CTR+CPI(修邊+沖孔+側修邊+側沖孔)工藝模面示意圖。

        圖3 修邊+沖孔+側修邊+側沖孔工藝模面

        本工序所用模具的上、下模座材質為HT300,壓料板材質為HT300,修邊刀塊材質為Cr12MoV。所用沖壓機床為1,000t,模具閉合高度為1,000mm,送料高度為700mm。

        右美托咪定對重度燒傷患者外周血Th17細胞和Treg細胞數(shù)量的影響……………………… 張中軍,華海峰,鄒 俊,等(6·409)

        圖4所示為OP30:TR+PI+CTR+CPI(修邊+沖孔+側修邊+側沖孔)工藝模面示意圖。

        圖4 修邊+沖孔+側修邊+側沖孔工藝模面

        本工序所用模具的上、下模座材質為HT300,壓料板材質為HT300,修邊刀塊材質為Cr12MoV。所用沖壓機床為1,000t,模具閉合高度為1,000mm,送料高度為700mm。需要特別注意,此序相對于OP20工件要繞著Y軸旋轉5°。

        圖5所示為OP40:FL+RST(翻邊+整形)工藝模面示意圖。

        圖5 翻邊+整形工藝模面

        本工序所用模具的上、下模座材質為HT300,壓料板材質為GM241,翻邊整形刀塊材質為Cr12MoV。所用沖壓機床為650t,模具閉合高度為1,000mm,送料高度為700mm。需要特別注意,此序相對于OP30工件要繞著X軸旋轉3°。

        圖6所示為OP50:PI+CPI(沖孔+側沖孔)工藝模面示意圖。

        圖6 沖孔+側沖孔工藝模面

        本工序所用模具的上、下模座材質為HT300,修邊刀塊材質為Cr12MoV。所用沖壓機床為650t,模具閉合高度為1,000mm,送料高度為700mm。

        圖7所示為OP60:PI+CPI+BUR+TR(沖孔+側沖孔+翻孔+修邊)工藝模面示意圖。

        圖7 沖孔+側沖孔+翻孔+修邊工藝模面

        本工序所用模具的上、下模座材質為HT300,修邊刀塊材質為Cr12MoV。所用沖壓機床為650t,模具閉合高度為1,000mm,送料高度為700mm。

        3 高強鋼前翼板支架模擬分析

        3.1 成形性能分析

        依據(jù)前述工藝規(guī)劃,運用有限元分析軟件Autoform進行仿真模擬,得出如圖8所示的板料成形過程。

        圖8 板料成形過程a——重力狀態(tài) b——壓邊閉合狀態(tài)c——DR距下死點110mm d——距下死點40mm e——距下死點20mm f——距下死點10mm g——距下死點5mm h——距下死點3mm i——拉伸到底

        從板料成形的整個過程可以看出,板料內部成形中沒有出現(xiàn)明顯的起皺和破裂現(xiàn)象,只是在板料邊緣有起皺的隱患,由于最后這部分要修邊剪掉,所以影響不大。所設置的模擬分析參數(shù)也較合理,這也從側面說明前述工藝規(guī)劃是合理的。

        3.2 高強鋼前翼板支架試生產

        通過前面合理安排的工藝規(guī)劃和詳細的有限元仿真模擬分析,設計出OP10至OP60工序對應的汽車覆蓋件模具,6副模具生產狀況良好。其中,圖9所示為OP10拉伸和刺破模具結構圖,本工序所用模具的上模座材質為HT300,壓邊圈材質為HT300和Cr12MoV,下模座材質為HT300,凹模材質為Cr12MoV,凸模材質為球墨鑄鐵QT700L。所用沖壓機床為2,000t,模具閉合高度為1,000mm,送料高度為930mm,成形力為1,600t,壓邊力為230t,壓邊圈行程為275mm。

        圖9 拉伸模結構

        圖10所示為高強鋼前翼板支架拉伸后的成品件,在整個拉伸過程中成形良好,沒有出現(xiàn)起皺和開裂等不良現(xiàn)象,所得制件能滿足各項性能要求。

        圖10 試生產高強鋼后地板

        4 結語

        (1)根據(jù)制件的結構特征,設計出了6道工序來成形此工件的工藝方案。

        (2)通過有限元仿真軟件Autoform R7模擬分析,得出前翼板支架的成形過程,并優(yōu)化了工藝參數(shù)。

        (3)模具設計制造完成后,試模得出符合各項技術指標的制件,從側面驗證了Autoform R7分析的正確性。

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