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轉發自：模具工業

作者：王衝1，李（lǐ）貴2，張（zhāng）學文賈雪1 （l.北京汽車集（jí）團有限公司（sī），北京101300； 2·武漢（hàn）科技大學機械自動化學院，湖北武漢（hàn）430081）

摘要（yào）：描述了衝壓同步工程（chéng）在整車開（kāi）發過（guò）程中的主要目標及作用，通過對某大型汽車企業衝壓同步工程具體應用（yòng）流程的詳細分析，說明衝壓同步工程在整車開發過程中各個階段的主要工作內容，以側圍（wéi）外板為例闡（chǎn）述了衝壓同步工程在汽車車身關鍵零件（jiàn）開發過程中的實際（jì）應用。關鍵詞：衝壓同步工程（chéng）；工藝（yì）分析；側圍外板中圖分類號：TG386．1文（wén）獻標識碼：B文章編號：1 1一2168（2016）03一m29一（yī）06 DOI: 10· 16787/j ·cnki · 1001一2168 ·dmi·2016 ·03 · 8

Forming analysis and structure improvement for side-frame outer panel based on stamping simultaneous engineering

WANG Chongl, LI G 2，ZHANG Xue-weni, JIA Xuel

(1.Beijing Automotive Group CO” Ltd., Beijing 101300，China; 2.Sch001 Of Machinery and

Automation，Wuhan University Science and Technology, Wuhan, Hubei 430081，China) Abstract: mam target id action Of stamping simultaneous engineering in the vehicle development process was described. Through analyzing the application procedure Of starnpmg simultaneous engineering a large automobiles enterprise，the principal work content each phase Of vehicle development process was illustrated. SO，taking the side-frame outer p祀1 example，the practical application Of stamping simultaneous engineering in auto-body c c p development process was elaborated.

Key words: stamping simultaneous engineering; process analysis; side-frame outer p祀1

衝壓同步工程（簡稱衝壓SE）是伴隨零件開發過程同步進行的，對（duì）關鍵零部件借助經（jīng）驗數據庫及計算（suàn）機輔（fǔ）助工（gōng）程（CAE）軟件進行衝（chōng）壓可行性分析，用於在（zài）模具（jù）及工裝（zhuāng）加（jiā）工數據凍結發布前判斷零（líng）件在量產中的（de）質（zhì）量風險及生（shēng）產成本，對不合（hé）理的零件結構提出設計變更（gèng）建議，使零件（jiàn）的製造工（gōng）藝性得到優化。

國內外汽車企業中，同步（bù）工程（SE）己（jǐ）成為汽車零件開發過程中必不可（kě）少的重要手段，在整個汽車開發周期中需（xū）要考慮零件的所有（yǒu）因（yīn）素，包括質量、成本、進度、周期等要求。衝壓SE是指由衝壓工藝專業技術人員（yuán）組成的工（gōng）作組，在整（zhěng）個汽車開發過程

收稿日期：20巧一日一16。

作者簡介：王衝（1986一），男（漢族），河北保定（dìng）人，工程帥，主要研究領域（yù）為汽車（chē）車身衝壓同步工程。

中密切配合零件設計部門，對整車零件進行衝壓成形性能評價，在滿足（zú）製造要求（qiú）和零件設計之間找到最優結合點，有效降低設計風險及設計成本。

衝壓SE工作貫穿於新車開發（fā）的全過程（chéng），從了解對標車的關鍵（jiàn）零件製作工藝（yì）開始，到量產車的製作完成，都需要衝壓（yā）工（gōng）藝人員的參（cān）與。衝壓（yā）工藝人員主要解決車身零件的衝（chōng）壓工藝問題，快速有效地解決車身（shēn）設計過程中（zhōng）出現的各種問題，是縮短開發（fā）周期和降低開發成本的保證。為此運用DFM(design for manufacturability)方法，將衝壓工藝研究與計算機輔助工程相結合，提出衝壓同步工程的概念。衝壓SE要求衝（chōng）壓（yā）工藝（yì）人員與零件開發人員一（yī）一起集成的、同步參與汽車（chē）設計（jì），從開始就考慮到從概念成形到樣車製作的所有因素，包括零件質量、製造成本、使用材料、進度計劃及（jí）用戶（hù）需求（qiú），通過與相關部門（mén）人員的良好協作及信（xìn）息的及時交流，使生產工（gōng）藝性問題在研（yán）發（fā）階段得到解決。

現通過（guò）詳細闡述衝壓SE在汽車（chē）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（zuò）如何（hé）用於指導車（chē）身關鍵零件的（de）結構設計改進提出建議。

2衝壓的工（gōng）作目標（biāo）

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

圖1衝（chōng）壓SE主要工作目標（biāo）簡圖

（1）衝壓SE改善衝壓工藝性。零件設計人員因對衝壓（yā）工藝知識缺乏，車身衝壓零件設（shè）計不（bú）合理，導致（zhì）在後續模具開發中存在嚴重質（zhì）量缺陷，或（huò）是（shì）模具結構複雜。而衝壓SE可以提前發（fā）現零（líng）件設計的不合理性，優化零件結構設計、改善零件的工藝成形方案，可（kě）有（yǒu）效避免後期因零件設計改動而造成（chéng）零件開發周（zhōu）期長，成本過（guò）高，有效（xiào）提高生產效率。

（2）衝壓（yā）SE提（tí）高材料利用率。零件結構的合理定（dìng）義可以（yǐ）實現零件各部（bù）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（kě）借助c黼分析軟件對零件定義材料性（xìng）能和尺寸進（jìn）行優化設計和分析（xī），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（jí）最高的材料利用率，以降低零件在量產時的生產成本。

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

3衝壓SE具體應用流程

衝壓SE工作是針（zhēn）對所需製（zhì）造的零件能否滿足

量產要求（qiú）而展開的同步分析，在整車（chē）開發過程的工作內容主要分（fèn）為4個階段，即對（duì）標車分析（xī）階段、造型設計階段、零件工程化階段和樣車製作階段。在整個開發周期中，衝壓SE工（gōng）作對車身零件的設計優化起著關鍵作用。圖2所示為（wéi）衝壓SE在（zài）整（zhěng）車開發過程中的應用流程圖（tú）。

新車開發前期介入衝壓SE，對零件（jiàn）設計初期進行成形性分析和模具工程預分析，及（jí）早發現製造工藝及成本問題（tí），對（duì）造型及關鍵特征進行合理優化。在零件工程化階段，依據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，對關鍵零件的成形性（xìng）及工藝性進行（háng）審查（chá），提出工程（chéng）更改申請（qǐng）書(ECR) ,及時反饋給零件設計部（bù）門（mén），並跟蹤零件結構變更後（hòu）的狀態進行分析。經過與零件工程師進行技（jì）術交流，使（shǐ）零件結構達到最優。在樣車製作（zuò）階段，衝壓（yā）SE主要是驗證零件成形性，評估量產可行性。對於存在成形缺陷的零件需（xū）要分析問題產生的原因並（bìng）判（pàn）斷量產時的質量風險，提出進一步（bù）優化零件設計（jì）的（de）建議。

在整車開發過程中通過（guò）幾輪衝壓SE分析，車身零件的工藝（yì）性（xìng）會（huì）得到最大程度的優（yōu）化，使零件量產時的（de）調（diào）試成功率顯著提高（gāo）。同時經過不斷總結積（jī）累經驗（yàn），以零件為單位建立一個豐（fēng）富智能的衝壓SE 數據庫，以供後續新車開發中零件設計及衝壓SE工作作為參考。

4汽車側圍外（wài）板案例分析

以某車型的側圍外（wài）板為例說明如何通過衝（chōng）壓 SE實現優化零件（jiàn）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（wéi）外板零件（jiàn），零件材料為 DC06，料厚為0·7mm，擬采用自動（dòng）化方（fāng）式進行生產。現從衝壓SE的開發思路對零件衝壓成形性、工藝方案、材（cái）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

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

圖（tú）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（guò）對坯料（liào）尺寸、拉深（shēn）筋形狀及位置、工藝補充麵、壓料力等衝壓成（chéng）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（liú）動（dòng），以達（dá）

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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（shēn）後坯料線材料流（liú）動控製點坯料線\ 7

材（cái）料流動 材料流（liú）動控製點 控製點

材料流動（dòng）控製點 最大減薄（báo）量66、4％

圖5成形後拉深件示意圖 圖7減薄率示意圖

4，3成（chéng）形缺陷判定 進行調整改進。側圍（wéi）外板屬於外觀件，成（chéng）形後的衝

利用CAE分析軟件的後（hòu）處理功能對板料拉深 擊痕和（hé）滑移線需要判定，結果如圖8、圖9所示。山

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

破裂。 滑移線寬（kuān）度未超出零件圓角區域，因此不會影響零件外觀效果，此（cǐ）類缺陷可以忽略。

4．4結（jié）構設計改進

根據上述拉深成形模擬分析結果，可以看出零件的主要缺陷為減薄、開裂，解（jiě）決此（cǐ）類缺陷的一般方（fāng）法為：加大局部特征圓角，增加（jiā）局部側壁斜度。以圖6中c、D兩處缺陷（xiàn）為例，對零件局部結構製定（dìng）

圖6拉深成形（xíng）效果圖 改（gǎi）進對策，c麵加大（dà）如圖10中白線所示，側壁傾斜角度加大，由8mm更改為R15mm D處（chù）缺隋白色