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轉發（fā）自：模具工業（yè）

作者：王（wáng）衝（chōng）1，李貴2，張學文賈雪1 （l.北京汽車集團有限公司，北京101300； 2·武漢科技大學機械自動化學院，湖北武漢430081）

現通過詳細闡述衝壓SE在汽車開發過程中各個階段的主要工作內容及任務，就衝壓SE工作如何用於指導車身關鍵零件的結構設計改進提出建（jiàn）議。

2衝壓的工作目標

車身開發（fā）在整車開發中是非常關鍵的，衝壓SE 是（shì）對車身零件開發（fā）及其（qí）相關過程進行並行、一體化設計的一種工作模式。衝壓SE在縮短模具開發周（zhōu）期、降低零件生產成本、提升零件質量、保證開發效率等方麵發揮著重要作用，圖1所示為衝壓SE的主要工作目標。衝壓SE工作主要從（cóng）以下3個方（fāng）麵來實現（xiàn）具體目標（biāo）。

圖1衝壓SE主要工作目標簡圖

（1）衝壓SE改善衝壓工藝性。零件設計人員因對衝壓工藝知（zhī）識缺乏，車身衝壓零件設計不合理，導致在後續模（mó）具開發中存在嚴重質量缺陷，或是模具結構複雜。而衝壓（yā）SE可（kě）以（yǐ）提前發現零件設計的（de）不合理性，優（yōu）化零件結構設計、改善零件的工藝成形方案，可有效避免後期因零件設計改動而造成零件開發周期長，成本過高，有效（xiào）提高生產效率。

（2）衝壓SE提高材料利用率（lǜ）。零（líng）件結構的合理定義可以實現零件各部（bù）位結構的實用性以及較高的材料利（lì）用率，在衝壓SE過程中，可借助c黼分析（xī）軟件對零件定義材料（liào）性能（néng）和尺寸進行優化設計（jì）和分析，在滿足結構強度條件下以期獲得最經濟最實用的材料牌號以及最高的材料（liào）利用率，以降低零件在量產時的生產成本。

〈3）衝壓SE實現製造工藝性驗（yàn）證。工藝方案（àn）的穩定（dìng）性是確定零件（jiàn）製造工藝驗證（zhèng）中的重要一（yī）環，通過衝壓SE可以從衝壓設備、生產綱領、生產方式等多種影響因（yīn）素進行綜合考慮以（yǐ）確定零件生產方案，優化車身零件製造工藝，以減少模具結構設計（jì）存在（zài）缺（quē）陷的風險。

3衝壓SE具體應用流程

衝壓SE工作（zuò）是針對所需製（zhì）造的零件能否滿足

量產要求而展開的同步分析，在整車（chē）開發過程的工作內容主要分為4個階段，即對標車分析階段、造型設計階段、零（líng）件工程化階段（duàn）和（hé）樣（yàng）車製作階段。在整個開發周期中，衝壓SE工作對車身零件（jiàn）的設計優化起著（zhe）關鍵作用。圖2所（suǒ）示為衝壓SE在整車開發過程中（zhōng）的應用流程圖。

新車開發前期介入衝壓SE，對零件設計初期進行成（chéng）形性分析和模具（jù）工程預分析，及早（zǎo）發現製造工藝及成（chéng）本問題，對造型及關鍵特征進行合理優化。在零件工程化階段，依據（jù）具體數據從零件品質、模具結構、可操作性、製造成本等因素出發，對關鍵零件（jiàn）的成形性及工藝性進（jìn）行審查，提出工程更改申請書(ECR) ,及時反饋給（gěi）零件設計部門，並跟蹤（zōng）零件結構變更後的狀態進行分析。經過與零件工程（chéng）師進行技術交（jiāo）流，使（shǐ）零件結（jié）構（gòu）達到最優。在樣車製作階段，衝（chōng）壓SE主要是驗證零件成形性，評（píng）估量產可行性。

對於存在成形缺陷的零（líng）件需要分析問題產生的原因並判斷量產時的質量風險（xiǎn），提出進一步優化零（líng）件設計（jì）的建議（yì）。

在整車開發過程中通過幾輪衝壓SE分（fèn）析，車身零件的工藝性會得到最大程（chéng）度的優化，使零件量產時的調試成功率顯著提高。同時經過不斷總結積累經驗（yàn），以零件為單位建立一（yī）個（gè）豐（fēng）富智能的衝壓SE 數據庫，以供後續新車（chē）開發（fā）中零件設計及（jí）衝壓SE工（gōng）作作為參考。

4汽車側圍外板案例分（fèn）析（xī）

以某車型的側圍外板為例說明如何通過（guò）衝壓 SE實現優化零件結構的過程，並提出具體的優化方案。

4 · 1零件介紹

圖3所（suǒ）示為某側圍外板零件，零件材料（liào）為 DC06，料厚為0·7mm，擬采用自動化方式進行生產（chǎn）。現從衝壓SE的開發（fā）思路對零件衝壓成形性、工藝方案、材（cái）料性能及利（lì）用率等方麵進行優化分析。

4·2衝壓CAE建模與分析

采用衝壓CAE軟件Autoform4 ·4版本對零件的衝壓工（gōng）藝方案進行建（jiàn）模（mó），並對其衝（chōng）壓成形性進行仿真模擬。初始設定的坯料形狀及尺寸如圖4所示（shì），初始具體（tǐ）的（de）成形模擬參數設置：壓邊力（lì）為2 200 kN：壓邊圈行程（chéng）設為225 mm；摩擦因數為最小

圖4零件坯料形狀尺寸

圖3 零 件

單元尺寸（cùn）為1.5 mm

通（tōng）過對坯料尺寸、拉（lā）深筋形（xíng）狀及位置、工藝補充麵、壓料力等（děng）衝壓成形工藝條件和參數進行反複調整，經多次模擬分析，直至最佳的材料流動，以達（dá）到最大限度成形出合格拉深件的目的（de）。圖5所示為板料成形後的拉深件示意圖。

修邊線拉深後坯料線材料（liào）流動控製點坯料線\ 7

材料流動 材料流動控製點 控製點

材料流動控（kòng）製點 最大減薄量66、4％

圖5成形後拉深件示意圖 圖7減（jiǎn）薄率示意圖

4，3成形（xíng）缺陷判定 進行調整改進。側圍外板屬於外觀件，成形後的衝

利用CAE分析軟件的後處理功（gōng）能對板料拉深 擊痕（hén）和滑移線需要判（pàn）定，結果如圖8、圖9所示。

成形效果進行評價，如圖6、圖（tú）7所示，圖6中A以處 圖8、圖9可以看出衝擊痕未（wèi）出現在零件A級區域，

破裂。 滑移線寬（kuān）度未超出零件圓角區域（yù），因（yīn）此（cǐ）不會影響零（líng）件外觀（guān）效果，此類缺陷可以忽略。

4．4結構設計（jì）改進

根據上述拉深成（chéng）形模（mó）擬分析結果，可以看出零件的主要（yào）缺陷為（wéi）減薄（báo）、開裂（liè），解決此類缺陷的一般方法為：加大局部特征圓角，增加局部側壁斜（xié）度。以圖6中（zhōng）c、D兩處缺陷（xiàn）為例，對零件局部結構製定

圖6拉深成形效果圖 改進對策，c麵加大如（rú）圖10中白線所（suǒ）示，側壁傾斜角度加大，由8mm更改（gǎi）為R15mm D處缺隋白色（sè）

根據成形結（jié）果（guǒ），由於零件結（jié）構設計不合理，多 圓角漸（jiàn）漸（jiàn）加大，由RIOmm加大到R15mm，如圖I l

處（chù）局部發生破裂，為（wéi）消除缺陷需要對零件局部特征（zhēng） 所示，其餘（yú）缺陷處局部改進措施類似。

移（yí）動後（hòu）圓角切線

A麵邊界

初始圓角切線

圖8

圖9

移動（dòng）後圓角切線

圓角邊界

圓角邊界

零（líng）件衝擊痕示意（yì）圖

零件滑移線示意圖

側圍（wéi）外板結構經過上述改進後，衝壓工藝缺陷消除。圖14所示為零件改進後拉深成形效果，開裂現（xiàn）象完全消失；圖巧所示為零件改進後減薄率示（shì）意圖，零件最大減薄量僅（jǐn）為（wéi）16·39％。衝（chōng）壓SE工作為零件生產提供了一定的工藝依據，避免了後期在模（mó）具製造（zào）時，因設計改動造成零件開發（fā）周期（qī）延長，成本增高的風險（xiǎn），取得了良（liáng）好的效果。

C麵加大圖10 C處缺陷改進對策示意圖

D-D

變史後

變更前

圖11 D處缺陷改（gǎi）進對策（cè）示意圖

根據衝壓工藝修邊可（kě）行性準則，對零（líng）件邊界進行工藝檢查（chá），發現兩處邊界需要調整（zhěng），按灰色橢圓（yuán）所（suǒ）示調整零件邊界（jiè），使（shǐ）零件邊界距圓角最小3mm，後門洞邊界（jiè）同樣檢（jiǎn）查調整，如圖12所示。圖13所示也按灰色橢圓所（suǒ）示調整（zhěng）零件邊界，使零件邊界距（jù）圓角最小3mm

邊界調整

圖12零件邊界1調整示意圖3

邊界調整 衝滿0瞓協，粼到燈坳琊驍醞硐@姊

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圖13零件邊界2調整示意（yì）圖

圖14 改進後零件拉深成形效果圖

最量

圖巧改進後零件（jiàn）減薄率示意圖

5結束語（yǔ）

衝壓成形是車身覆蓋件製造過程中（zhōng）應用最廣泛的工藝之一，如果在車身開發前（qián）期的造型（xíng）沒計階段、零件（jiàn）工程化階段及樣車製作階段不能充分考慮衝壓工藝的影響，在後期模具製造時，會導致零件製造工藝複（fù）雜，甚至無（wú）法製造模（mó）具的問題。此時若大幅度（dù）改動或重新設計零件，將嚴重影響整車開發進度，增加開發（fā）成（chéng）本。

在汽車車身開發過程（chéng）中應用衝壓SE，有利（lì）於縮短車身開發周期，提（tí）高零件質量，降低生產成本以及實現製造的柔（róu）性化，快速響（xiǎng）應市場變化（huà）以提高在汽車市場（chǎng）中的競爭力。同步工（gōng）程是汽車企業在日益激烈（liè）的市場（chǎng）競爭（zhēng）中求生存、求（qiú）發展的一種有效方法，也是國內盡快吸收、消化國外（wài）先進（jìn）技術，迅速提高自主設計能力，實現跨越式發展的必要手段（duàn）。

U 形支承件彎曲模設計（jì）

餘健1，向，心海

（1.浙江嘉興南洋職業技術學院機電工程（chéng）分院，浙江嘉興314001； 2．浙江嘉興海鯤模具（jù）廠，浙（zhè）江（jiāng）嘉興314001）

摘要（yào）：以U形支承件彎曲為例，分析了（le）彎曲成形工藝，針對（duì）外觀件不能有（yǒu）明顯壓痕和拉絲痕的特點，將凹模設計成圓柱滾子結構，實踐證明這（zhè）種結構可以減小彎曲時的摩擦阻力，降（jiàng）低摩擦熱量，延長（zhǎng）模具（jù）笨件的使用壽（shòu）命，保證成形（xíng）零（líng）件的質量（liàng），對類似零件的成形提供（gòng）一定的（de）參考作用（yòng）。關鍵詞：U形彎曲；圓柱滾子；衝壓（yā）中圖分類號：TG386．31文獻（xiàn）標識石馬：B文章編號：1001一（yī）2168（2016）03一m34一03 DOI：10」6787/j．cnki．1001一216& dmi．2016．03．009

Design Of bending die for U-shaped supporting part

YU Jian，GAO Zhi-hai

(). Department of Mechanical and Electrical Engineering，Jiaxing Nanyang Polytechnic

Institute，Jiaxing，Zhejiang 314001，China; 2.Zhejiang Jiaxing Haikun Die & Mould Factory， Jiaxing，Zhejiang 314001，China)

Abstract: The bending forming process Of a U-shaped supporting part was analyzed. In View Of the requirement Of part，s appearance without obvious indentation and drawing mark，the die was designed a cylindrical roller. The practice proved that the structure reduced the friction and heat，improved the service life of the die and ensured the forming quality Of parts.

曲模。由於（yú）材（cái）料較厚，且對外部彎曲麵的質量要求

衝壓工（gōng）藝設計包括衝壓件的成形性分析和衝較（jiào）高，普（pǔ）通U形彎曲模雖然結構簡單，但成形的零壓成形方案的確定，良（liáng）好的（de）衝壓工藝性和（hé）合理（lǐ）的工 件（jiàn）質量難（nán）以（yǐ）控製，廢（fèi）品率較高，決定通過改（gǎi）進凹模藝方案在延長模具（jù）零件（jiàn）使用壽命的同時可獲得質量穩定的零件卩]。圖1所示零件（jiàn）為（wéi）U形支承件，材料 結構，重新設計U形彎曲模。

為45鋼，料厚為7，8 mm,原工藝采用普通單工序模 2工藝分析

生產，分別為：D落料、衝孔複合模：2普通U形彎

從圖1可以看出，零件結構簡單，在落料衝孔後就是U形彎曲。由於零件為外觀（guān）件，對外側外觀要

收稿日期：20巧一12一09

作者簡介：餘健0982一），男（漢族），河南新縣人，講師，主要從 求較高，不得有（yǒu）壓傷、壓痕及彎曲時所產生的拉絲

事模具（jù）設計與製（zhì）造的教（jiāo）學和研究工作（zuò）。 痕等缺陷。零件材料厚度達（dá）到7，8 mm,如采用（yòng）普通

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Key words: U-bending; cylindrical roller; stamping

[311.1 GUI,LIU YUQI,DU TING,et al.Algorithm research 進[J]．模（mó）具工業，20巧，4埠0）：34一37、 and system development on geometrical springback