吉利汽车:超高强钢控制臂的冲压工艺与模具设计
来源: | 作者:邓献思,金成龙,王仓,陈云,徐荣峰,方淑芬(吉利汽车集团有限公司) | 发布时间: 2022-08-10 | 1209 次浏览 | 分享到:

OP05落料冲孔;OP10拉深成形(成形大面、大面上的凸包及B4区的翻边);OP20修边冲孔;OP30侧修边+冲孔(侧修B4区的边线;正冲E区翻孔的底孔);OP40翻边整形;OP50侧整形(全周侧整形);OP60翻孔;OP70冲孔;OP80翻孔(C区的翻孔);OP90修边+侧修边(冲C区边缘轮廓线多余的废料);OP100冲孔+侧修边(侧修D区另一侧面的边线)。

冲压工艺CAE成形模拟分析

⑴规划初步冲压工艺方案,进行全工序CAE成形模拟分析。分析结果是:(a)成形过程不起皱,产品局部增厚在可接受范围内;主要风险点是最大减薄率不满足要求,B4区最大减薄率19.6%,大于15%。(b)冲压力的校核,OP10总冲压力6394kN,大于现有的生产压力机公称力6300kN,现有设备不满足。其他各工序的总冲压力小于现有生产压力机公称力的80%。

⑵根据初步的CAE成形模拟分析结果,调整冲压工序内容:把OP10工序内容进行拆分,大面上的凸包分2次成形;在产品的B4区也分2次成形(第1次加大转角预成形,第2次成形到位),以消除减薄缺陷。

⑶工序内容调整后,再次进行全工序CAE成形模拟分析。如图4所示:(a)B4区最大减薄率5.5%;除了翻孔边缘外,产品其他部位最大减薄率13.6%,小于15%;没有开裂、颈缩现象;成形过程不起皱,产品局部增厚在可接受范围内。(b)B1区、C区、E区翻孔最大减薄率分别是16.9%、18.8%、18.1%,都大于15%;为规避边缘齿状裂纹质量缺陷,需要在翻孔底孔边缘增加压C角后再冲翻孔,或使冲翻孔底孔与冲翻孔冲压方向相反,使冲翻孔底孔的冲裁断面光亮带在翻孔外边缘。(c)冲压力的校核:把OP10工序内容进行拆分后,第1次拉深成形总冲压力2570kN,第2次成形整形总冲压力4822kN, 以及其他各工序的总冲压力均小于现有生产压力机公称力的80%,现有生产设备满足要求。

图4 CAE变薄率分析报告

冲压工艺方案确定

⑴如图5所示,二次修边产生的工艺接刀采用“凸刀”方式,保证模具冲头及凹模刃口的强度,同时避免工艺接刀影响产品强度。接刀位置不得设计在产品疲劳、强度热点区域。

图5 工艺接刀结构尺寸图

⑵为了减少生产冲压工序,把初步规划的OP50侧整形内容拆分到其他工序中。

⑶产品的型面回弹量通过模具型面做补偿和整形工序完成,确保产品的关键尺寸满足要求。大面的回弹主要在前两工序完成回弹补偿,翻边面的回弹主要通过整形工序完成回弹补偿。