整體側(cè)圍外板是目前汽車零件中普遍采用的結(jié)構(gòu),,這種設(shè)計(jì)具有尺寸精度和強(qiáng)度高,、制造周期短、生產(chǎn)成本低,、設(shè)備和工裝投入少等優(yōu)點(diǎn),。但因其材料薄、形狀復(fù)雜,、多為空間曲面,、結(jié)構(gòu)尺寸較大等特點(diǎn),成形性相對(duì)汽車其他零件有一定難度,,為保證零件成形質(zhì)量,,處理數(shù)模型面時(shí),需要考慮的問(wèn)題較多,。圖1所示為某轎車側(cè)圍外板,,從曲率、成形,、減薄,、回彈以及與其他覆蓋件的搭接到編程、機(jī)加工階段,,再到現(xiàn)場(chǎng)研合階段,,模具零件型面處理工作需要綜合考慮避空、著色,、成形性等因素對(duì)成形制件的影響,,才能最終完成模具制件型面的設(shè)計(jì)。板料主要通過(guò)凹模和凸模作用而成形所需的形狀,,例如以凸模型面為基準(zhǔn),,在凹模上加工一個(gè)制件料厚的間隙,板料在凸,、凹模之間的間隙中沖壓成形,。模具零件型面偏差處理是對(duì)非基準(zhǔn)側(cè)型面實(shí)施不等間隙的加工方法,區(qū)分關(guān)鍵成形面和非關(guān)鍵成形面,,使壓力機(jī)壓力根據(jù)凸,、凹模的不同間隙重新分配,,防止干涉,提高模具調(diào)試效率和板件成形的穩(wěn)定性,,達(dá)到縮短模具開(kāi)發(fā)周期的目的,。側(cè)圍外板成形過(guò)程中拉深工序處理較重要,偏差加工一般體現(xiàn)在上模,,壓力面是控制板料流動(dòng)的關(guān)鍵部位,,設(shè)計(jì)偏差處理時(shí)需要考慮制件的成形性,、拉深減薄率,、機(jī)床滑塊變形等影響因素,根據(jù)不同的制件造型,、在模具零件相應(yīng)位置設(shè)計(jì)不同的偏差值,。對(duì)拉深模零件型面進(jìn)行偏差處理時(shí),主要內(nèi)容包括:①對(duì)前期數(shù)模進(jìn)行整體膨脹處理,;②凸模避讓處理,;③凹模變形補(bǔ)償和型面不等間隙處理;④壓邊圈變形處理和避讓處理,。成形的制件經(jīng)過(guò)拉深模拉深后,,會(huì)產(chǎn)生塑性變形,回彈是難以避免的缺陷之一,。當(dāng)載荷卸載后,,部分板料變形恢復(fù),造成板料的形狀及尺寸與模具零件工作表面的形狀和尺寸不符,。側(cè)圍外板尺寸較大,,受變形和回彈的影響,拉深完成后的成形件,,尺寸會(huì)小于后工序模具零件型面的尺寸,,無(wú)法與后工序凸模型面貼緊,故會(huì)預(yù)先將工藝數(shù)模的型面做1.0005~1.0008倍的放大處理,,如圖2所示,。 (a)凹圓角避讓
(b)凹圓角避讓前后對(duì)比
圖3 凸模避讓處理 (1)凸模作為基準(zhǔn)型面,需將凸模數(shù)模中的凹圓角與凹筋做避讓處理,,如圖3(a)中深色圓角處,,做R3mm避讓處理。避讓后與工藝數(shù)模(淺色表示)對(duì)比效果如圖3(b)所示,。(3)處理完成后檢查型面的光順性,、邊界,、負(fù)角以及A面的曲率,。(a)模具結(jié)構(gòu)
(b)CAE分析
圖5 整體補(bǔ)償 (1)整體補(bǔ)償。主要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度特點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償,,如圖5(a)所示,,CAE模擬分析如圖5(b)所示。(a)補(bǔ)償區(qū)域
(b)補(bǔ)償數(shù)值
圖6 整體補(bǔ)償 模具在位于壓力機(jī)中間區(qū)域變形量最大,,導(dǎo)致這一區(qū)域著色較差,,為保證著色的均勻性,首先做整體補(bǔ)償,,補(bǔ)償區(qū)域如圖6(a)中深色線和點(diǎn)位置所示,,補(bǔ)償數(shù)值參考圖6(b)所示。(a)A 面
(b)A面拐角處
(c)上橫梁上下邊
(d)非功能區(qū)域避空
圖7 局部不等間隙處理 (2)局部型面不等間隙處理:①補(bǔ)充面避空,,上,、下梁靠近補(bǔ)充立面處不能避空,防止成形時(shí)上,、下邊梁起波浪,;②腰線處、油箱口處,、A面(見(jiàn)圖7(a)),、A面拐角處(見(jiàn)圖7(b)a、b,、c,、d處)、成形較深且形狀復(fù)雜處(C柱門框A面處,、前后門框中間的上下邊梁,、角窗)、上橫梁的上下邊(見(jiàn)圖7(c))等位置需要強(qiáng)壓處理,;③根據(jù)CAE分析,,對(duì)減薄較大的區(qū)域進(jìn)行間隙補(bǔ)償;④鉸鏈孔與鎖孔進(jìn)行強(qiáng)壓處理,;⑤成形到底標(biāo)記的處理要視到底標(biāo)記所在位置而定,,若其在制件型面上,則與周圍模具零件型面一起做不等間隙處理,;若其在需要避空的工藝補(bǔ)償面上,,則取到底標(biāo)記邊緣線向外偏置0~5mm的范圍,保持原始面不處理,,再與周圍需要避空的面取0~20mm范圍橋接,;⑥凹圓角和凹筋按照規(guī)范避空0.5~0.7mm,要注意凹角避空充分,,凸角按原大小處理,。注意小特征的細(xì)節(jié)處理,,為了使待成形制件的成形性更好,而后工序無(wú)加工的部位可做避空處理,,如圖7(d)中間灰色面可做適當(dāng)避空處理,。(3)處理完成后確認(rèn)上述工作是否完成并進(jìn)行型面的光順性、邊界,、負(fù)角以及A面曲率檢查,。(1)整體補(bǔ)償按圖8所示,結(jié)合凹模補(bǔ)償方法,,對(duì)外側(cè)大壓邊圈做負(fù)Z向變形補(bǔ)償,,2個(gè)小壓邊圈由于凹模在此處補(bǔ)償較強(qiáng),且后期現(xiàn)場(chǎng)可進(jìn)行調(diào)配,,不參與補(bǔ)償處理,,只進(jìn)行管理面的強(qiáng)壓處理。(2)拉深筋的凹筋避空,、凸角按原大小處理、非管理面加工成斜面避空處理及型面光順性檢查,。對(duì)于整體側(cè)圍外板拉深工序的偏差加工方案,,是從以前數(shù)據(jù)中提煉得到,現(xiàn)場(chǎng)加工效果反饋良好,。該方案對(duì)消除板料和后工序模具零件干涉,、重要面著色差、次要面間隙緊,、鉗工研配工作量大,、模具制造周期長(zhǎng)等問(wèn)題有明顯改善作用。▍原文作者:楊佳,,郭志強(qiáng),,朱良輝,孫潺潺 ▍作者單位:安徽江淮福臻車體裝備有限公司
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