侧围外板成型分析

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1、广州本田汽车侧围模具的改进发布：2008-9-2417:18:55来源:模具网编辑：abihau通过对A车型外侧围部件的开裂与变形现象研究后，广州本田成功提出了对侧围模具改修的改善建议，不仅解决了问题，同时也为日后顺利投入生产打好了基础。在A车型侧围后翼子板（图1）新模具投入生产初期，我们发现不同钢卷落料的钢板冲压加工生产出来的侧围零件状态不同，部分零件在后门立壁处（图2中A部位）出现一定程度的变薄，经过对材料质量的确认，发现材料性能和规格处于合格范围。因此，需要对新模具进行调整使其能够适应材料性能和规格的波动变化。图1A车型侧围后翼子板起初，技术

2、人员通过实施垫片、气垫压力和闭合高度等对策方案，在一定程度上缓解了不良现象的发生，但仍然无法使零件质量达到稳定的状态。经过认真地分析和总结，我们确定了模具改修方案：通过打磨后门拉延筋的内侧R角以减小进料阻力，增加材料流动量，从而改善零件厚度减薄状态。但这种做法会使压边圈局部镀铬层被破坏，须跟踪零件品质并适时再镀铬。另外，由于拉延筋被放松，拉延筋外的材料流进量增大，有可能导致拉延痕流到修边线以内，使整车后门框处的修边面（图2中B部位）的拉延痕范围扩大，而且部分拉延筋放松后拉延痕的校平力可能减小，拉延痕将会变深。此处修边面为外观等级C级面（图2中C部位

3、），因此必须在改修后对品质进行跟踪检测。图2不良部位示意图对于图2中A处变薄和C处变形的改善，如果调整幅度过大往往引起其他关联的不良，在模具调整过程中需要找到改善的平衡点。修边工序模具对侧围零件变形和开裂的影响以我厂修边和整形工序为例，按照现有的工序安排，通常侧围零件拉延后，就具备了主要的形状轮廓，而修边模具承担了修边和整形的作用。在修边工序中，当上模下压时，侧围后翼子板区域的修边工序为（图3）：压料板压住零件；切料镶块裁剪废料；整形镶块整形R角，使R圆角变小。一般情况下，整形时需要的条件很高，不会发生拉延变形，而且国内在模具设计上往往采取加大拉延

4、高度的方法，通过对整形时R圆角变小所需的材料进行补偿，加之适当地进行压缩变形可以稳定R角尺寸。从图4中可以看出，如果对R角变小进行材料补偿，则图中所示变形区域将存在力F2X，且该力很小。另外，在整形过程中，侧围的后窗部位也存在切边和整形，因此对该变形区域还存在力F1X。图3侧围修边工序后门处模具结构图4修边工序变形区域受力根据上述分析，我们可以将图4中的A-A截面受力情况分析如图5所示。变形区域受力为：后窗部位切边/整形引起的对材料的牵扯力F1、后门部位整形引起的牵扯力F2、压料板压紧力N、压紧力引起的摩擦力f。图5变形区域受力截面分解从图5中可以

5、得出，如果要求外观面没有变形，则外观面区域的材料应处于受力平衡状态。理论上变形区域的为零（图6），这里根据数值定性分析，可以推导为：F2+F1+f=0①f≤μN②由①、②两公式得出F2+F1≤μN其中：μ为压料板压紧力为N时模具与材料之间的摩擦系数。通过以上分析可以看出，通过对模具与材料之间的摩擦力的控制，能够使变形部位的材料处于受力为零的状态。图6微分单元各方向上受力改修对策1.整形力与切边力的调整整形力与切边力的调整实际上就是对F1与F2作用力的调整。（1）侧围后挡风玻璃处压料板调整。试验方法：在压料板的挡风玻璃处，沿边缘贴铅带，验证压料板沿挡

6、风玻璃边缘堆焊效果，发现其他关联部位变形加剧。（2）后门处翻边间隙调整。试验方法：打磨下模翻边位置，以增加上模整形镶块与下模之间的间隙，通过间隙改变调整R角整形力，最终发现变形没有明显变化。通过以上2种实验，我们发现对F1与F2作用力的调整并不明显，理论上无法确定F1与F2作用力的大小和方向，对于变形区域的影响也很复杂，而且改修上存在影响整车外观精度的风险。2.调整压紧力的大小调整压紧力的大小，只能通过调整N值的方法来实现。（1）装模闭合高度的调整。将闭合高度升高或降低直接影响了上下模贴合程度。整形力和切边力都会减小。同时由于下死点升高，聚氨酯弹簧

7、行程略微变小，压料板压紧力N也变小，而且会导致整形R角达不到要求，以及局部剪切不断，变形部位没有明显变化。（2）聚氨酯工作行程的调整。通过在上模压料板与上模座之间的聚氨酯弹簧增加5mm垫片的方法，可增加聚氨酯弹簧的行程，从而增加压紧力N。试验结果：变形有略微改善。（3）改进聚氨酯弹簧。聚氨酯弹性元件存在着一定的缺点，需要预紧压缩，才能达到设计所需求的弹压力。这种情况往往会影响到冲压件的质量，使模具结构设计变得比较复杂。同时占有的模具空间太大，增加了模具制造的成本。此外，聚氨酯弹簧压力不恒定的性能，也可能导致零件出现诸多问题。为此，我厂开始在冲压模具

8、中使用氮气弹簧。氮气弹簧的特点是在较小的空间中，可以产生较大的初始弹压力，不需要预紧，压料板一开始与氮气弹簧柱塞接触就具有