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轉發自：模（mó）具工業

作（zuò）者：王衝1，李貴2，張學文賈雪1 （l.北京（jīng）汽（qì）車集團有限公司，北京101300； 2·武漢科技大學機（jī）械自動（dòng）化學院，湖北武漢430081）

車身開發在整車開發中是非常關鍵的，衝壓SE 是對車身零件開發及其（qí）相關過程進行並行、一體化設計的一種工作模（mó）式。衝壓SE在縮短模具開發周期、降低（dī）零（líng）件生產成本、提升零（líng）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（chōng）壓SE的主要工作目標。衝壓SE工作（zuò）主要（yào）從以下3個方麵來實現具（jù）體目標。

圖1衝壓SE主要工作目標簡圖

（1）衝壓（yā）SE改善衝（chōng）壓工藝性。零件設計人員因對（duì）衝壓工藝知識缺乏，車身衝壓（yā）零件設計不合理，導致在後續模具開發（fā）中存在嚴重質量缺陷，或是模（mó）具結（jié）構複雜。而衝壓SE可以提前發現零件設（shè）計的不合理性，優化零件結構設（shè）計、改善零件的工藝成形方案，可有效避免後期（qī）因零件（jiàn）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（yā）SE提高材料利用（yòng）率（lǜ）。零件結構的（de）合理定義可以實現零件各（gè）部位結構的實用性以及較高的材料利用率，在衝壓SE過程中，可借助c黼分析軟件對零（líng）件定義（yì）材料性能和尺寸進行優化設（shè）計（jì）和分析，在滿足結構強度條件下以期（qī）獲得最經濟最實用的材料牌號以及最（zuì）高（gāo）的材料利用率，以降低零件（jiàn）在量產時的（de）生產成本。

〈3）衝（chōng）壓SE實現製造工藝性驗證。工藝方案的穩定性是確定零件製造工藝驗（yàn）證中的重要一環，通過衝壓SE可以從衝壓（yā）設備、生產綱領、生產方式等多種影響因素進行綜合考慮以確定零件生產方案，優化車身零件製造工藝，以減少模具結構設計存在（zài）缺陷的風險。

3衝壓SE具體應用流程

衝壓SE工作（zuò）是針對所需（xū）製造的零件能否滿足

量產要求而展開的同步分析，在整車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（duàn）、造型設計階段、零件工程化階段和樣車製作階段。在整個（gè）開發周期中，衝壓SE工作對車身零（líng）件的設計優化起著關鍵作用。圖2所（suǒ）示為衝壓SE在整車開（kāi）發過程中的應用流程圖。

新車開發前期介入（rù）衝壓SE，對零件設計（jì）初期進行成形性分析和模具工程預分析，及早發現製造工（gōng）藝及成本問題，對（duì）造（zào）型及關鍵特征進行合理優化。在零件工程化階段（duàn），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（yīn）素出發，對關鍵零件的成形性及工藝性進行審查，提出工程更改申請書(ECR) ,及時反饋給零件設計部門，並跟蹤（zōng）零（líng）件結構變更後的狀態進行分析。

經過與零件（jiàn）工程師進（jìn）行技術交流，使零件結構達到最（zuì）優。在樣車製作（zuò）階段，衝壓SE主要是驗證零件成形性，評估量（liàng）產（chǎn）可行性。對於存（cún）在成形缺陷的零件需要分析（xī）問題（tí）產生的原因（yīn）並判斷量產時的質量風險，提出進一步優化（huà）零件設計（jì）的建議。

在整車開發（fā）過程中通過幾輪衝壓SE分析，車身（shēn）零件的工（gōng）藝性會得到最大程度的優化，使零件量產時（shí）的（de）調試成功率顯著提高。同時經過不斷總結積累經驗，以零件為單位建立一個豐富智能的衝壓SE 數據庫，以供後續新車開發中零件設（shè）計及衝壓SE工作作為參考。

4汽車側圍外板案例分析

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

4 · 1零件介紹

圖3所示為某側圍外板零件，零件材料為 DC06，料厚（hòu）為0·7mm，擬采（cǎi）用自動（dòng）化方式進行生產（chǎn）。現從衝（chōng）壓SE的開發思路對零件衝壓成形性、工藝（yì）方案（àn）、材料性能及利用率等方麵進行優化分析。

4·2衝壓CAE建模與分析

采用（yòng）衝壓CAE軟件Autoform4 ·4版本對零件的衝壓工藝方案進行建模，並對其衝壓成形性進行仿真模擬。初始設定的坯料形（xíng）狀及尺寸如圖（tú）4所示，初始具體的成形模擬參數設置：壓邊力（lì）為2 200 kN：壓邊圈行程設為225 mm；摩擦因數為0 ·巧（qiǎo）：最小

圖（tú）4零（líng）件（jiàn）坯（pī）料形狀尺（chǐ）寸

圖3 零 件

單元尺（chǐ）寸為1.5 mm

通過對坯料尺寸、拉深（shēn）筋形狀及位置、工藝（yì）補充麵、壓料力等衝壓成形工藝條件和參數進行反複調（diào）整，經多次模擬分析，直至最（zuì）佳的材料流動，以達

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到最大限度成形出（chū）合格拉深件的目的。圖5所（suǒ）示為板料成形後的拉深件示意圖。

修邊線拉深後（hòu）坯料（liào）線（xiàn）材料流動控製點坯料線（xiàn）\ 7

材料流動 材料流動控製點 控製（zhì）點

材料流動控製點 最大減薄量66、4％

圖5成形後拉深件示意圖（tú） 圖7減薄率示意圖

4，3成形缺陷判定 進（jìn）行調整改進（jìn）。側圍外板屬於外觀（guān）件，成形後的（de）衝

利（lì）用CAE分析軟件的後處理功能對板料拉深 擊痕和滑移線（xiàn）需要判定（dìng），結果如圖8、圖9所示（shì）。山

成形效（xiào）果進行評價，如圖6、圖7所示（shì），圖6中（zhōng）A以處 圖8、圖9可以看出衝擊（jī）痕未出現在零件A級區域（yù），

破裂。 滑移線寬（kuān）度未超出（chū）零件圓角區域，因此（cǐ）不會（huì）影響零（líng）件外觀（guān）效（xiào）果，此類缺陷可以忽（hū）略。

4．4結構設計改進

根（gēn）據上述拉深成形模擬分析結果，可以看出零件（jiàn）的主要缺陷為減薄、開裂，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c、D兩處缺陷為例，對零件（jiàn）局部結構製定

圖6拉深成形效果圖 改進對策，c麵加（jiā）大如圖10中白線所示，側（cè）壁傾斜角度加大，由8mm更改為R15mm D處缺隋白色

根據成形結果，由於零件結構設計不合理，多 圓角漸漸加大，由RIOmm加大到R15mm，如圖I l

處局（jú）部發生破（pò）裂，為消除缺陷需要對零件局部特征 所示，其餘缺陷（xiàn）處（chù）局部改進措施（shī）類似（sì）。

移動後（hòu）圓角切線

A麵邊界

初始（shǐ）圓角（jiǎo）切線

圖（tú）8

圖9

移動後圓角切（qiē）線

圓角邊界

圓角邊界

零件衝擊痕示意圖

零件滑移線（xiàn）示意圖

側圍外板結構經過上述改進後，衝壓工藝缺陷消（xiāo）除。圖14所示為零件（jiàn）改進後（hòu）拉深成形效果，開裂現（xiàn）象完全消失；圖巧（qiǎo）所示為零件改進後減薄率示意圖，零（líng）件最大減薄量僅為16·39％。衝壓SE工作為零（líng）件生（shēng）產提供了一定的工藝依據，避免（miǎn）了（le）後期在（zài）模具（jù）製造時（shí），因設計改動造成零件開發周期延長，成本增高的風險，取得了良好的效果。

C麵加（jiā）大圖（tú）10 C處缺陷改進對策示意圖

D-D

變史後

變更前

圖11 D處缺陷改進對策示意圖

根據衝壓工藝修邊可行性準則，對零件邊界進行工（gōng）藝檢查，發現（xiàn）兩（liǎng）處邊界需要調整，按灰色橢（tuǒ）圓所示調整（zhěng）零件邊界，使零件邊界距圓角最小3mm，後門洞邊界同樣檢查調整，如圖12所示。圖13所示也按灰色橢圓所示調整零件邊界（jiè），使零件邊（biān）界距圓角（jiǎo）最小3mm

邊界調（diào）整

圖12零件邊界1調整（zhěng）示意圖

3

邊界調整 衝（chōng）滿0瞓協，粼到燈坳琊驍醞（yùn）硐@姊

。西這的0密（mì）、喔》@以0韋這堡聲磊，蓀襠生（shēng）尋每#船汕《

圖13零（líng）件邊界2調整示意圖

圖（tú）14 改進後零件拉深成（chéng）形效果圖

o，

最（zuì）量

圖巧改（gǎi）進後零件減薄率示意圖（tú）

5結束語

衝壓成形是車身覆蓋件製造過程中應用最廣泛的工藝之一，如果在車身開發前期的造型沒計階（jiē）段、零（líng）件工程化階段及（jí）樣車製作階段不能充分考（kǎo）慮衝壓工藝的（de）影（yǐng）響，在後（hòu）期模具製造時，會導致零（líng）件製造工藝複雜（zá），甚至無法（fǎ）製造模具的問題。此時若大幅度改動或重新設計零件，將嚴（yán）重影響整車開發進度（dù），增（zēng）加開發成本。

在汽（qì）車（chē）車身開發過程中應用衝壓SE，有利於縮短車身開發周期，提（tí）高零件質量，降（jiàng）低生產成本以及實現製造（zào）的柔性化，快速響應市場變化以提高在汽車市（shì）場（chǎng）中的競爭力。同步工程是汽車企業在日益激烈的市場競爭中求生存、求發展的一種（zhǒng）有效方法，也是國內盡快吸收、消化國外先進技術（shù），迅速提高自主設計能力，實現跨越式發展的必要手段。

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U 形支承件彎曲模設計

餘健1，向，心（xīn）海

（1.浙江嘉興南洋職業技術學院機電工程分院，浙江嘉興314001； 2．浙江嘉興海鯤模具廠，浙江嘉興314001）

摘要：以U形支承件彎曲（qǔ）為例，分析（xī）了彎曲成形工藝，針（zhēn）對外（wài）觀件不能（néng）有明顯壓痕和拉絲痕的特點，將凹模設計成圓柱滾子（zǐ）結構，實踐證明這種結構可以（yǐ）減小彎曲時的摩擦阻力，降低摩擦熱量，延（yán）長模具笨件的（de）使用壽命，保證成形零件的質量，對類似零件的成形提供（gòng）一定的參考作用。關鍵詞：U形（xíng）彎曲；圓柱滾子；衝壓中圖分類號：TG386．31文（wén）獻標識石馬：B文章編號：1001一2168（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。由於材料較厚，且對外部彎曲麵的質量要求

衝壓工（gōng）藝（yì）設計包括衝壓件的成形性分析和衝 較高，普通U形彎曲模雖然結構簡單，但成形的零

壓成形方案的（de）確（què）定，良好的（de）衝壓工藝性和合理的工 件質量難以控製，廢（fèi）品率較高，決定通過改進凹模

藝方案在延長（zhǎng）模具零件使用壽命的同時可獲得質量穩定的零件卩]。圖1所示零件為U形支承件，材料 結構，重新設計U形彎（wān）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（tōng）U形彎

從圖1可以看出，零件結構簡（jiǎn）單，在落料衝（chōng）孔後就是U形彎曲。由（yóu）於零件為外觀件，對外側外觀要

收稿日期：20巧一12一（yī）09

作（zuò）者簡介：餘健（jiàn）0982一），男（漢族），河南新（xīn）縣人，講（jiǎng）師，主要從 求較高，不得有壓傷、壓痕及彎（wān）曲（qǔ）時所產生的拉絲

事模（mó）具設計與製造的教學和研究（jiū）工作。 痕等缺陷。零件材料厚度達到7，8 mm,如采用普通

參考文獻：

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罔李貴，柳玉起，孫世岩，等，基於UV線的幾何旋轉變形回 彈（dàn）補償算法湃華（huá）中科技大學學報（自（zì）然科學版（bǎn）），2012，40 （9）：106一109． compensation system for advanced high—strength steel parts[J].International Journal of Advanced Manufacturing Techn（擊）gy，2014，70（1一4）：413一427．

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Key words: U-bending; cylindrical roller; stamping

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