高強度板材的沖壓工藝設計與模具制造注意事項

    在汽車高強度板的沖壓工藝設計過程中，科學地進行工藝補充造型以及變參數(shù)的拉延筋設計，減少了模具調(diào)試次數(shù)，縮短了模具制造周期和制造成本，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。 

    高強度板應用在車身結構中能夠使車身減重達到25%左右，節(jié)省約15%的燃油。因此，提高高強度板在車身結構件中的利用率，對于實現(xiàn)汽車質(zhì)量輕量化、節(jié)約能源、保護環(huán)境和安全性能等方面具有重要意義。

本文結合實際重點介紹了汽車覆蓋件中高強度板材的沖壓工藝設計與模具制造注意事項。

沖壓工藝

    圖1所示為我公司承擔開發(fā)某模具項目的一個沖壓件——前防撞梁外板。其材料為D340LA，料厚為1.2mm，外形尺寸：長為1290mm，寬為220mm，高為67mm。

    根據(jù)圖1所示產(chǎn)品的尺寸，我們可以看出，該產(chǎn)品外部形狀并不復雜，但卻屬于高強度鋼板。通常，對于高強度板材零件的沖壓過程，會產(chǎn)生零件扭曲、回彈和翹曲等問題，必須加以解決。因此，要在沖壓工藝制定過程中注意以下事項：

1.拉延成形要充分

    高強度板材零件在沖壓時，其形狀要盡量全部拉延出來，不要靠后序的翻邊、整形工序來實現(xiàn)，也就是說，要通過拉延成形，讓板料產(chǎn)生充分的塑性變形，減少自身的回彈應力。但如何才能讓高強度板材產(chǎn)生充分的塑性變形，需要通過設計合理的工藝補充來實現(xiàn)，以往此類零件的拉延筋通常設計成圓形的，但對于此件，我們采用了方筋，見圖2和圖3。

2.進行CAE分析

    通過拉延成形工序做好數(shù)模后，必須要進行CAE分析，并根據(jù)分析的結果，判定零件回彈趨勢大小，然后在數(shù)據(jù)上加以補償，并用補償后的數(shù)模作為加工依據(jù)。圖4和圖5是本案例中零件的拉延工序回彈補償。

3.沖孔模具型面加工數(shù)據(jù)的確定

    拉延工序后、翻邊修整工序前的修邊沖孔模具型面加工數(shù)據(jù)，一定要以調(diào)試好的最終拉延件為準，而不能以經(jīng)過CAE分析后作過回彈補償?shù)睦�延�?shù)模數(shù)據(jù)為準。這就需要對最終拉延件進行逆向建模，然后以逆向建模的數(shù)據(jù)作為加工修邊沖孔模具的加工工藝數(shù)模依據(jù)。

4.翻邊整形加工數(shù)模的分析

    對于翻邊整形的加工數(shù)模也要進行CAE分析和回彈補償，并以此作為本道工序的加工依據(jù)。本零件的翻邊整形工序回彈補償如圖6所示。

5.其他注意問題

    除了上述問題，工作人員還應根據(jù)零件的特點，確定好工作部件的材質(zhì)，確定哪些拼塊需要經(jīng)過特殊熱處理。

模具制造

    雖然目前計算機技術非常先進，但采用計算機進行CAE分析時的客觀條件與模具工作時的實際環(huán)境不可能完全相同，需要在生產(chǎn)調(diào)試時根據(jù)調(diào)試的實際情況進行再補償。因此，必須在模具制造時就考慮到采取的補償方式，主要注意事項如下：

1.拉延類模具

    對于拉延類模具，如果模具采用鑄造結構，泡塑實型鑄造時型面要多留余量，以便以后整改。如果模具采用鑲塊結構，則至少要備2組料。

2.修邊、沖孔類模具

    對于拉延工序后、翻邊修整前的修沖類模具，模具的型面數(shù)據(jù)一定要以調(diào)試好的最終拉延件為準。

3.翻邊整形類模具

    對于翻邊整形類模具，由于模具工作部件多采用鑲塊結構，因此至少要備兩組料。

4.經(jīng)驗積累

    詳細記錄每次調(diào)整數(shù)據(jù)，積累此類材料沖壓的相關經(jīng)驗。

結語

    以上內(nèi)容介紹了汽車覆蓋件中高強度板材的沖壓工藝設計與模具制造注意事項，并將這些注意事項充分應用到本文范例——前防撞梁外板模具的開發(fā)中，得到了非常成功的應用。不僅滿足了客戶縮短生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量的要求，同時也為我廠開發(fā)高強度板材的模具積累了寶貴經(jīng)驗，使我廠的整體沖壓技術水平又上升了一個新的臺階。