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设计篇之----车身侧围外板冲压工艺（3）【启飞专业知识系统分享冲压05】

2017-09-14189作者：启飞汽车设计

3 成形分析（确定冲压方向与拉深深度）

3.1 确定冲压方向

根据车型的棱线及整体造型特征，初步选定冲压方向如图8所示，按已确定关键部位工艺造型方案建立CAE分析模型，仿真模拟其成形性。调整压边力和拉深筋等工艺参数，使板料拉深充分，外观面变薄率在3%以上，成形的零件无明显开裂和起皱。

图8侧围外板冲压方向

板料经过棱线产生加工硬化，如果板料在棱线部位产生滑移，滑移区域板料产生加工硬化会导致外观面A面变形，因此外观面区域的棱线原则上不允许材料产生滑移带。图9所示棱线1处于车身外观视野聚焦区域，该区域外观面不允许有任何缺陷。棱线1是否产生滑移主要取决于冲压方向，通过调整冲压方向，棱线1不发生滑移所对应的冲压方向即为侧围最终冲压方向。在确定冲压方向后，非主要棱线2、3、4、5如产生滑移，则通过拉深面、拉深筋、余料及工艺造型来消除。

图9侧围外板棱线成形滑移线检查结果

以产品数模进行冲压工艺分析，首先做的就是确定冲压方向和压料面。冲压方向制定时要确保该工序的工作内容没有负角，也要考虑修边和冲孔角度，修边角度一般不超过 15°，冲孔角度一般不超过10°。另外，还要考虑板料在拉延过程的接触与进料情况，与拉延毛坯接触面积尽量多，这样可使拉延毛坯在拉延过程中避免窜动，不会产生线位移，以确保产品质量；还要尽量保证多点、同时接触，这样可使拉延件各处拉延深度均匀，板件各处变形较稳定，特别是在整体侧围外板的两个门洞外有几个直壁面，该处比较陡且拉延深度较大。零件第 1 工序 (即拉延)的冲压方向同第 2 工序(即修边冲孔等)，后两工序的冲压方向相同，两者相差 8°，其目的是防止拉延时侧围下部(即门槛处)凹模口与板料接触时拉延变薄产生的痕迹随材料的流动爬到零件表面，形成冲击线。

3.2 确定拉深深度

拉深成形时，板料由压紧状态的静摩擦到开始流动的动摩擦，板料经过凹模圆角拉深变薄并伴随加工硬化，随板料的流入，在拉深板料上产生一条加工硬化带，硬化带的边界称为冲击线。如果冲击线进入零件的外观面，会影响外观面的品质，在设计阶段要控制冲击线在外观面边界3~5 mm以外。以下介绍如何进行拉深造型，在造型阶段控制冲击线并最终确定拉深面的深度。

3.3 拉深筋的布置及注意事项

为了调整拉深面各部位的进料阻力，控制板料流入量，使板料各部位材料拉伸主次应变均匀且拉深充分，在拉深面部位设计拉深筋控制材料流入，板料经过拉深筋时发生急剧塑性变形产生加工硬化带，如果加工硬化带进入零件内，会在板料上留下明显硬化带痕迹，影响板料的外观质量。侧围门洞内的拉深筋痕迹容易被忽略，门洞内部分在开门后属于B级外观面，要确保拉深筋的硬化痕迹带在零件之外，着重检查门洞内拉深筋的布置位置。图10所示为某侧围外板拉深筋布置情况及拉深筋加工硬化痕迹带分析检查结果。

3.4 压料面设计

压料面设计是拉延工艺补充重要的一步。压料面应光滑平顺，拉延深度小，使材料流动顺畅，成形质量高，材料利用率高。压料面可以在 AutoForm 软件上生成，在 CATIA 软件中作进一步处理。一般汽车覆盖件拉延模的压料面在零件外周，只有外压料面，而侧围外板有两个门框结构，有内、外压料面，这三处压料面实际上是形成一个整体，一个大的光滑平顺的曲面，图11(a)为侧围外板零件和压料面。对应于本拉延模，有三个压边圈，两个内压边圈依赖氮气弹簧压料，外压边圈则不一样，通过下工作台上的气垫顶杆顶起来，它们的运动行程为 160 mm。图 11(b)为侧围外板拉延工艺面。

图11 拉延工艺补充

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