摘要：伴隨汽車制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，汽車生產(chǎn)技術(shù)逐漸提升，沖壓同步工程作為生產(chǎn)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，在汽車設(shè)計(jì)中發(fā)揮重要的作用。基于此，本文從汽車開(kāi)發(fā)角度出發(fā)，對(duì)沖壓同步工程的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要研究，并立足于Autoform以及Dynaform軟件，分析了應(yīng)用過(guò)程中存在的問(wèn)題以及解決方法。

關(guān)鍵詞：沖壓同步工程;開(kāi)裂;起皺

引言：

汽車需求量的進(jìn)一步增加，對(duì)汽車制造質(zhì)量提出了更高要求，沖壓同步工程在此背景下被廣泛應(yīng)用，在提升產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，還可以降低生產(chǎn)成本。但是，該工程在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，容易出現(xiàn)開(kāi)裂、變形等問(wèn)題，致使產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷。因此，對(duì)沖壓同步工程在汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中的運(yùn)用分析有著鮮明現(xiàn)實(shí)意義。

1沖壓同步工程工作內(nèi)容

沖壓同步工程的工作內(nèi)容主要可以分為三個(gè)階段，分別是概念階段、工程化設(shè)計(jì)階段以及樣車試驗(yàn)階段。在概念階段，工程師會(huì)對(duì)競(jìng)爭(zhēng)車的工藝以及規(guī)劃沖壓生產(chǎn)能力進(jìn)行分析，還會(huì)應(yīng)用模型法對(duì)汽車產(chǎn)品主斷面工藝進(jìn)行分析。工程化設(shè)計(jì)階段工程師將會(huì)對(duì)產(chǎn)品的具體特征以及功能要求進(jìn)行分析，并立足于生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)效益等因素，規(guī)劃產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃，計(jì)算各個(gè)產(chǎn)品的材料利用率，分析各個(gè)產(chǎn)品沖壓的可行性，合理的制定設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)方案。樣車試驗(yàn)階段是為了進(jìn)一步試驗(yàn)各個(gè)產(chǎn)品的實(shí)際沖壓可行性，這個(gè)階段中，沖壓工程師將會(huì)對(duì)同步工程前期階段進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)并解決沒(méi)有在預(yù)測(cè)方案之內(nèi)的沖壓工藝問(wèn)題。此階段包含對(duì)零件質(zhì)量檢測(cè)，對(duì)產(chǎn)品的剛性分析以及產(chǎn)品裝配監(jiān)管等內(nèi)容，以此為沖壓同步工程的成功提供保證。

2沖壓同步工程中存在的問(wèn)題和解決措施

2.1開(kāi)裂

沖壓同步工程中往往會(huì)因?yàn)樽饔迷诋a(chǎn)品上的應(yīng)力過(guò)大，致使產(chǎn)品發(fā)生開(kāi)裂。在Autoform軟件中，將會(huì)應(yīng)用FLD來(lái)進(jìn)行分析，F(xiàn)LD是一個(gè)完整的極限圖，在這個(gè)極限圖中會(huì)有一個(gè)主應(yīng)變以及次應(yīng)變的標(biāo)準(zhǔn)線，當(dāng)測(cè)試之后的主應(yīng)變以及次應(yīng)變數(shù)值，處于該標(biāo)準(zhǔn)線的上方，則證明產(chǎn)品在沖壓同步工程中發(fā)生開(kāi)裂，或者說(shuō)是存在一定的開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)，因此需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)[1]。例如，對(duì)某一個(gè)汽車產(chǎn)品進(jìn)行FLD分析，該產(chǎn)品有一處位置次應(yīng)變數(shù)值為0，主應(yīng)變數(shù)值為0.5，而標(biāo)準(zhǔn)線次應(yīng)變數(shù)值為0時(shí)，主應(yīng)變數(shù)值為0.3，證明產(chǎn)品這個(gè)位置發(fā)生開(kāi)裂，經(jīng)過(guò)檢測(cè)，發(fā)生開(kāi)裂的原因?yàn)檫^(guò)渡圓角的設(shè)計(jì)角度太小，因此優(yōu)化過(guò)程中將原有的8mm過(guò)度圓角，修改為12mm過(guò)度圓角，隨后將新產(chǎn)品進(jìn)行FLD分析，所有位置的主應(yīng)變以及次應(yīng)變數(shù)值均處于標(biāo)準(zhǔn)下下方，說(shuō)明產(chǎn)品優(yōu)化成功。

2.2起皺

起皺缺陷主要作用形式為產(chǎn)品表面出現(xiàn)皺曲，產(chǎn)生原因是因?yàn)楫a(chǎn)品板材的厚度尺寸與水平尺寸存在差異，進(jìn)而造成了產(chǎn)品厚度方向發(fā)生波動(dòng)，當(dāng)該波動(dòng)達(dá)到一定程度時(shí)，板材的水平面應(yīng)力也會(huì)受到影響，因此產(chǎn)品表面產(chǎn)生波紋。在Autoform軟件中，進(jìn)行起皺仿真試驗(yàn)，按照常規(guī)操作經(jīng)驗(yàn)，通常情況下會(huì)在產(chǎn)品凹、凸模之間的距離為0.4cm時(shí)進(jìn)行起皺檢查，這是因?yàn)楫?dāng)凹、凸模全部貼合，起皺區(qū)域被拍平，會(huì)影響檢查的準(zhǔn)確性。例如，在對(duì)某種汽車車門進(jìn)行檢驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)車門的某一位置存在起皺缺陷，為了解決起皺問(wèn)題，需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行合理的優(yōu)化，本次優(yōu)化在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，增加了條形凸起特征，以吸收整形過(guò)程中產(chǎn)生的多余板材。應(yīng)用此方法優(yōu)化之后，原產(chǎn)品的起皺問(wèn)題沒(méi)有發(fā)生。

2.3重力變形

重力變形是指汽車產(chǎn)品在自身作用下，發(fā)生形變。對(duì)于汽車產(chǎn)品而言，很多組件的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，所以剛性較差，在生產(chǎn)過(guò)程中容易發(fā)生變形。這也是對(duì)沖同步工程中一個(gè)較為常見(jiàn)的問(wèn)題。以某品牌車輛頂蓋為例，該品牌汽車的頂蓋具有較大的曲率半徑，并且?guī)в刑齑?，?dāng)車蓋四角接觸工作臺(tái)之后，中間部分容易發(fā)生重力變形[2]。利用Dynaform軟件進(jìn)行仿真分析，最終得出產(chǎn)品中間部位存在形變，且應(yīng)變值最高可達(dá)0.800，產(chǎn)品為報(bào)廢產(chǎn)品，不能使用。為證明Dynaform軟件測(cè)試的準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易軟膜對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模擬，模擬過(guò)程中因?yàn)楫a(chǎn)品的剛性較差，在自身重力的作用下同樣會(huì)發(fā)生形變，證明Dynaform軟件分析數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。針對(duì)該產(chǎn)品存在的問(wèn)題對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化方法為在產(chǎn)品中增加加強(qiáng)筋，以此來(lái)提升產(chǎn)品剛度。優(yōu)化之后應(yīng)用Dynaform軟件對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)，其最大應(yīng)力值為0.12，其余部分應(yīng)力值大多為0，沒(méi)有發(fā)生重力形變，優(yōu)化方法可行。

結(jié)論：

綜上所述，沖壓同步工程雖然在汽車產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中可以提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，但是容易讓產(chǎn)品出現(xiàn)開(kāi)裂以及變形等缺陷，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率。本文以上內(nèi)容立足于Autoform以及Dynaform軟件，分析了問(wèn)題的產(chǎn)生原因，并針對(duì)相應(yīng)問(wèn)題提出優(yōu)化方法，為汽車產(chǎn)品制造提供一定的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]高亮.汽車沖壓同步工程淺談[A].河南省汽車工程學(xué)會(huì).第十三屆河南省汽車工程科技學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C].河南省汽車工程學(xué)會(huì)：河南省汽車工程學(xué)會(huì)，2016：2.

[2]王沖，李貴，張學(xué)文，賈雪.基于沖壓同步工程側(cè)圍外板成形分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)[J].模具工業(yè)，2016，42（03）：29-34.

作者簡(jiǎn)介：梁日輝（1994），男，民族：漢，職稱和學(xué)歷：本科，研究方向或?qū)I(yè)：車輛工程（汽車方向）。