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汽车纵梁类件的冲压工艺优化

汽车冲压零件模具设计的重点是在成形类模具上,因为成形工序是保证零件焊接几何形状及尺寸的主要工序,因此,一个零件在工艺设计前的工艺分析是至关重要的。本文通过对具有一定代表性的汽车纵梁进行工艺及结构分析,确定零件的成形工艺,利用AutoForm及UG为辅助工具,通过优化传统工艺达到提升纵梁类产品质量的目的。

汽车纵梁具有材料厚、强度高、形状复杂、表面质量要求高、回弹大等特点,是一个典型的U形结构件。在整个成形过程中,成形和翻边工艺非常重要,下面以我公司CX62车型为例,介绍汽车纵梁的成形工艺及模具设计。


工艺现状

⑴零件材料。

该汽车纵梁的零件材料为HC340/590DP,是加磷、料厚为1.8mm的超低碳钢。屈服强度340MPa,抗拉强度590MPa的双相钢,在低碳或者超低碳中通过添加一定含量的磷、锰固溶强化元素来提高强度,同时这种钢又具有较好的成形、强度性能,能够满足成形及使用安全的需要。零件图如图1所示。


⑵零件相关技术要求。

1)成形后的材料最薄处不能小于料厚的80%,变薄率最大20%。

2)制件必须避免缩颈、开裂、毛刺、扭曲、反弹等缺陷。


⑶零件的冲压工艺分析。

零件有两种冲压工艺方案,一是落料+成形,二是拉延+修边。对任何一个零件进行工艺分析时,都要在满足质量、效率、安全、稳定、方便的前提下,尽量的降低成本,因此,优先考虑的是落料+成形工艺。

零件两端头为开放式造型,具备成形工艺的前提条件。另外,该零件的多个截面均为U形截面,且零件的深度方向深度较深、高低落差较大,如果采用拉延工艺,将导致产品两侧产生反弹、反弧和扭曲。同时,如果采用拉延工艺,对拉延模具的材料硬度及粗糙度的要求也将更高,一般来说上模及压边圈的表面都需要做TD处理,增加了模具的制造和后期生产维护的成本。因此,在该零件具备了成形工艺的前提条件下,设计人员优选落料+成形工艺,并且着重分析其工艺的可行性。


在初步确定了成形工艺后,设计人员需要尽量考虑该工艺可能存在的一些问题和隐患,并在制定工艺思路时尽量避免。通过综合考虑,如果采用传统的成形工艺,由于成形型腔深且高低落差大,板料在经过凹模口进入凹模型腔时,会产生塑性弯曲,使产品产生反弧,反弧一旦形成后,将给我们后期的制件整改工作带来很大的难度,必须避开这条思路。

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