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《汽車覆蓋件拉伸起皺開裂分析及控制》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、汽車覆蓋件拉延起皺開裂的影響因素及控制措施·代二國·（東風汽車有限公司商用車車身廠技術(shù)科）郵編442040電話0719-8243040-3060傳真:0719-8260704【摘要】對汽車覆蓋件在拉延過程中產(chǎn)生起皺和開裂現(xiàn)象的影響因素進行了分析，并從拉延方向、工藝補充面、壓料面、拉延筋等方面論述了覆蓋件拉延過程中控制材料流動，解決零件拉延起皺、開裂的的原則方法和控制措拖，論述了在工藝設計前期采用CAE技術(shù)的重要性，為相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員提供參考?！娟P(guān)鍵詞】汽車覆蓋件拉延起皺開裂CAE1引言以車身覆蓋件為代表的沖壓零件多由復雜的空間自由曲面組成，其
2、成形時坯料上各部分的變形狀態(tài)比較復雜,差別較大,各處應力也很不均勻，常出現(xiàn)破裂、起皺、波紋、扭曲、松弛、癟塘等質(zhì)量缺陷。使得汽車覆蓋件成為板料成形領(lǐng)域最難成形的零件。有的淺復雜曲面零件，因在拉深過程拉深變形不充分而起皺，而且造成剛性不足。為了防止起皺、增加剛性，可采取措施使壓料面的材料減少流動或基本不動。在這種情況下，零件的成形主要是依靠材料的局部變薄而成形的。故其拉深變形特點基本上與局部變薄拉深相似。有的零件由于在同一平面上拉深的深度不一致又不對稱，沿周邊各處變形不均勻，以致發(fā)生起皺和拉裂現(xiàn)象。為了控制拉深過程中材料流動均勻、變形充分而又不
3、出現(xiàn)起皺和拉裂，在沖壓上采用的措施基本上是開流和限流。開流就是在需要材料流動的地方減小阻力，使其順利流動，以避免材料變薄甚至開裂。限流就是在不需求材料流動的地方加大阻力，限制其流動，以免多余的材料產(chǎn)生波浪而發(fā)生起皺。開流和限流的目的，都是為了合理控制板料流動，改善覆蓋件成形時的力學條件，促使材料各處的變形均勻一致，保證坯料在拉延過程中不起皺，不破裂，提高零件的成形性。拉延件的工藝性是編制覆蓋件沖壓工藝首先要考慮的問題，只有設計出一個合理的、工藝性好的拉延件，才能保證在拉延過程中不起皺、不開裂或少起皺、少開裂。在設計拉延件時不但要考慮沖壓方向、
4、壓料面形狀、拉伸筋的形狀等可變量的設計，還要合理地增加工藝補充部分。各可變量設計之間又有相輔相成的關(guān)系，如何協(xié)調(diào)各變量的關(guān)系，是成形技術(shù)的關(guān)鍵，要使之不但滿足該工序的拉延，還要滿足該工序沖模設計和制造工藝的需要，并給下道修邊、翻邊工序創(chuàng)造有利條件。-15-2拉延方向的選擇在車身覆蓋件的工序設計中，拉延方向的選擇為第一步，也是關(guān)鍵的一步。它不但影響拉延時板料的流動和模具結(jié)構(gòu)的設計，決定能否拉出合格的拉延件，而且影響到拉延件深度、壓料面形狀、工藝補充部分的設計甚至直接影響到后工序。有些形狀復雜的拉延件往往會因為沖壓方向選擇不當，而拉延不出合格的拉
5、延件，只好改變沖壓方向，這將造成整個拉延模的報廢，同時還將波及其他工序模具是否修改或重新設計制造。所以，拉延方向是覆蓋件沖壓設計中影響范圍廣的工藝參數(shù)之一，拉延時的沖壓方向必須周密考慮后確定。2.1開始拉延時應盡量使凸模與毛坯的接觸狀態(tài)良好，使各側(cè)邊流入凹模的材料均勻。abc圖2-1凸模開始拉延與毛坯的接觸狀態(tài)當凸模與坯料為點接觸時，應適當增大接觸面積，防止材料因應力集中而造成局部破裂，如圖2-1a。但也要避免凸模表面與坯料以大平面接觸的，否則由于平面上的拉應力值降低，材料得不到充分的塑性變形，影響零件的剛性，并容易起皺。凸模與毛坯接觸的地方
6、應盡量靠近中間，如圖2-1b凸模與毛坯的接觸點要多而分散，并盡可能分布均勻，防止坯料竄動，如圖2-1c2.2拉延方向的選擇應使壓料面各部位進料阻力均勻拉延深度是保證壓料面各部位進料阻力的主要條件，因此，選擇拉延方向時，應保證拉延深度均勻，深度合理，如圖2-2。-15-圖2-2拉延件兩個沖壓方向示意圖2.3拉延方向有利于后工序的加工設計拉延件形狀還必須考慮后工序的加工難度，現(xiàn)以一個零件為例說明：圖2-3為一左右對稱沖壓加工的零件，若按（a）圖的合并所決定的拉延方向，則造成零件拉延深度較深，容易拉毛，而且修邊困難；若按圖（b）、（c）的形式合并后
7、所決定的沖壓方向進行拉延，需拉延兩次，拉延深度變淺，修邊加工容易，其實仔細分析方案（b）、（c）可以看出，（b）在拉延時，從壓料面上補充進材料較為困難，材料容易產(chǎn)生局部變形，而且在沖孔時，斜鍥布置空間緊張，而（c）則無上述問題。①②（a）①②（b）②①（c）圖2-3拉延的三種沖壓方向2.4應保證凸模能將零件需拉深的部位在一次拉延中完成，不應有凸模接觸不到的死角或死區(qū)，即盡量使拉深件形狀能一次拉深成形。3工藝孔和工藝切口-15-當覆蓋件的中間部位或成雙拉深的連接部位，由于拉深過程中不能從毛坯的外部得到材料的補充而導致零件的局部破裂時，可考慮在工
8、藝補充的適當部位沖出工藝孔或工藝切口，使容易破裂的區(qū)域得到材料的補充，克服開裂現(xiàn)象。如圖3-1是D310車型左/右側(cè)邊梁，其采用成雙拉延的形式生產(chǎn)，但由于中間聯(lián)結(jié)處
