汽车高强板零件冲压工艺及模具结构设计.pptx

一汽模具制造有限公司 张云山 ;一、概述 二、汽车用高强钢板梁类零件工艺设计 （一）、高强钢板和普通低碳钢板性能比较 （二）、高强板梁类零件冲压尺寸精度问题的分类 （三）、高强板梁类零件影响冲压尺寸精度问题因素及发生机理 （四）、工艺方案设计 三、模具结构设计和调试 （一）模具结构设计 （二）模具调试 ; 汽车自诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。汽车的性能和外观发生了翻天覆地的变化。当今的车身部件大多采用钢板冷冲压成形，对其尺寸偏差、表面质量和刚性的要求极为严格。车身作为汽车的重要组成部分其质量占汽车总质量的30%-40%，占整车成本的20%以上。;安全性成为汽车最重要的评价指标，很多国家都拥有自己的车身碰撞安全检测机构。;;;;; 一、概述;;（二）、3 ; 2、壁翘曲及内凹 ：侧壁（纵壁）部的平面，变成带有曲率面的现象。如图所示：;（三）、高强板梁类零件影响冲压尺寸精度问题因素及发生机理 1、高强板U形拉弯和回弹CAE分析 ● 板料厚向异性系数r0° 弯曲线平行于轧制方向成形时， 弯曲切向抗拉能力弱、收缩能力强， 将降低高强板成形性能和成形极限。 在冲压深度与板宽比h0/b0=4.5、 R/t0=10的条件下， 有限元模拟结 果r0°越大，宽向变形大、厚向变 形小，切向变形不充分使卸载回弹 增大。 ;● 压边力对回弹的影响 自由弯曲时，弯曲切向变形不充分，卸载回弹较大。利用压料力拉弯成形时，可增大切向拉变形量，减小或消除板厚弹变形区域，减小卸载回弹。DP600高强板V形件拉弯的有限元模拟结果显示，随压料力增大，卸载回弹明显减小。;● 凹模底圆角半径rda对回弹的影响 凹模底角半径rda大，U形件底部变形程度减弱，侧直边的回弹明显增大；减小rda可增强镦死效果，减轻侧壁回弹。 ● 凹模圆角半径rd对回弹的影响 减小rd可增强侧壁刚度并减小回弹，但在较大压料力情况下拉弯，有时可能导致法兰负回弹。;;● 拉弯深度h 与拉深变形不同，由于没有 周向压缩，拉弯深度h 越大，侧 直边中弹性变形积累越多，卸载 后产生的回弹也相对增大了。 过大h 拉弯，不仅侧直边刚 度不足导致其本身弹性回复，而 且降低了法兰直边与凸模底部的 平行度。这种情况下，可考虑适 当加大压料力以增强侧直边成形 刚度。 ;2、回弹（角度变化）产生的机理： 简单压弯梁类零件产生回弹的机理：压弯类零件基本都是几何形状比较简单的零件，他们在实际生产中所产生的缺陷基本都是角度变化缺陷，角度变化产生的原理，图示出的是在简单U字形弯曲成形时，在R部的角度变化例子。从图中可以看见，在弯曲成形中，在弯曲圆角外部，材料由于伸长而产生拉伸的应力，而在弯曲圆角内部，材料由于压缩，又产生了压缩的应力。但是在零件脱模后，由于存在弹性变形和板厚内外应力释放，即发生了力矩，从而产生角度变化。;;，而出现弹出因素，因此，凹模圆角半径Rd越大，则角度变化越大。 ③、凸模与凹模之间的间隙的影响 在U型件弯曲过程中，凸模和凹具的间隙增加时，在成形的最终过程，由于材料和冲模形状不服帖，所以角度变化变大。模具的磨损，使凸模和凹模的间隙发生实质性的增加，因此必然产生角度变大。所以定期修整凸模和凹模间隙。是保证冲压件质量稳定必要手段。 ④、产品零件形状的影响 U型件形弯曲过程中，弯曲角度越大， 角度变化增大。这是由于通过减小材料向 凸模圆角处的卷绕角度，从而造成回弹发 生区域增大，以及加大弯曲支点间距离， 在凸模圆角近旁发生材料震动缘故。成形 高度H越高，由材料振动引起的弹出也就越 大。如图所示;⑤、材料对角度变化的影响 a)、材料强度的影响 U形件在弯曲加工过程中抗拉强度σb和屈服强度σs的影响。经过对实际生产调试跟踪调查显示，随着抗拉强度和屈服强度的增加，角度的变化（回弹）就越大，这是由于随着抗拉强度和屈服强度的增加，板厚表里应力的弯曲力矩也呈线性增加的缘故。 b)、材料厚度的影响 板料厚度越厚，角度变化越小小。这是由于增加了板厚，从而提高了零件件的刚性。;2)、回弹（角度变化）控制措施 ①、回弹补偿 ②、在产品许可的条件下，尽可能的减小凸模圆角半径Rp ③、减小压弯凹模圆角半径Rd ④、合理的凸凹模间隙 ⑤、增大压料板压力 ⑥、产品侧壁增加加强筋;⑦、二次弯曲;产品名称：加强梁 材料ＤＰ６００ 料厚1.2;;凹模; 1）、凸凹模形状和产品零件形状对壁翘曲的影响 ①、凹模圆角半径的影响 通过减小凹模圆角半径，使壁翘曲从外翘向内翘进行变化，最终形成可使壁翘曲大体为0的凹模圆角半径。内翘现象，是在凹模圆角半径变小