0 引言

尾門內(nèi)板是SUV車型白車身重要組成部件，但尾門內(nèi)板材料利用率一般低于白車身平均材料利用率

。尾門內(nèi)板具有形狀復(fù)雜、深度起伏大的特點，如何在滿足成形性指標的情況下提高材料利用率對降低車身制造成本尤為重要。

1 問題分析

尾門內(nèi)板材料利用率按照公式（1）計算，尾門內(nèi)板形狀及沖壓工藝設(shè)計關(guān)鍵位置如圖1所示。后擋風玻璃處（見圖1中H）產(chǎn)生大量廢料是造成整體材料利用率較低的直接原因，同時在A-A截面中②、③位置決定了壓料面Y軸方向的最高點位置，輪廓L

、L

決定了壓料面Y軸方向整體形狀及圖2中a

、a

補充面形狀，輪廓L

形狀決定了壓料面X軸方向整體走勢及圖2中a

、a

補充面形狀。尾門內(nèi)板形狀復(fù)雜，為了滿足成形性需要，通常在后擋風玻璃區(qū)域設(shè)計1個或多個工藝孔，如圖3所示。為了保證工藝孔在制件成形過程中不出現(xiàn)圖3虛線方向的開裂，通常加大D

、D

區(qū)域的材料流入量，造成制件板料尺寸增大，材料利用率降低。

發(fā)乎生活的情感是藝術(shù)創(chuàng)作的基礎(chǔ)，充滿感情的語言是藝術(shù)感染的條件。羅春輝作畫非常重“情”，表現(xiàn)“令自己感動的東西”是其一貫的創(chuàng)作主張。南方人特有的細膩與敏感加之具有詩人一般的情懷，其審美感覺極其敏銳，他善從自然中發(fā)現(xiàn)和捕捉觸動心靈的生動細節(jié)和瞬間，平常環(huán)境的樸素題材也一樣入畫，而且還能賦予詩化的意境。他的這種以真情實感的“合情”為根本，化成的各種曼妙、蘊藉或是磅礴的畫面情懷，予人以深沉的感動。每每重觀其作品，都能讓人在贊嘆其色彩的亮麗和意境的別致，感受到他“心有猛虎，細嗅薔薇”的創(chuàng)作情感。

2 材料利用率提升方案

尾門內(nèi)板材料利用率提升方案：①優(yōu)化落料排樣，在料片切斷處采用鋸齒形狀，減小料片質(zhì)量達到提升材料利用率目的；②通過沖壓工藝方案的優(yōu)化，如拉深深度、補充面、分模線優(yōu)化，減小廢料區(qū)以提升材料利用率；③優(yōu)化壓料方式及拉深方式，提升材料利用率。

以某車型尾門內(nèi)板為例，對比其沖壓工藝優(yōu)化前、后成形性指標及材料利用率情況。沖壓中心及沖壓方向如圖4所示。根據(jù)圖5中

截面制件形狀最低點確定壓料面形狀及拉深深度，垂直于送料方向兩側(cè)采用側(cè)修邊，修邊線到補充面圓角切線的距離設(shè)計為5 mm，為保證生產(chǎn)穩(wěn)定，成形后板料線不經(jīng)過雙筋外圈筋的中心線。

板料牌號為DC06，厚度為0.65 mm，材料參數(shù)如表1所示。材料硬化曲線選擇Ludwik公式表達，屈服準則選擇Hill屈服準則，F(xiàn)LC曲線選擇Keeler公式。由于壓料面弧度較大，在板料送料方向左、右側(cè)設(shè)置擋料器。工藝參數(shù)設(shè)置壓邊力為1 000 kN，壓邊圈行程為220 mm，摩擦系數(shù)為0.15，板料初始網(wǎng)格為20 mm。

由于尾門內(nèi)板形狀復(fù)雜，成形時需要在后擋風玻璃處板料設(shè)置工藝孔，拉深過程中為了避免工藝孔邊緣過度減薄而開裂，在圖3中

、

位置需要較大的材料流入量。為了減小材料外部流入量，將后擋風玻璃處工藝孔改為圖9所示，同時為了控制成形過程板料狀態(tài)，在工藝孔處增加內(nèi)壓料。外壓料壓邊力為1 300 kN，行程為180 mm，內(nèi)壓料壓邊力為300 kN，行程為90 mm，有限元模型如圖10所示。成形過程及模擬結(jié)果如圖11所示，在壓料過程存在局部狀態(tài)失穩(wěn)（見圖11（a）圓圈處），隨著壓邊圈下行，失穩(wěn)部分材料被較好地拉伸展開。壓邊圈下行過程中，材料存在輕微波紋（見圖11（b）圓圈處），但隨著壓邊圈下行，波紋完全展開。產(chǎn)品區(qū)域除局部區(qū)域外（見圖11（c）圓圈處），其余區(qū)域塑性應(yīng)變均大于0.03；制件局部區(qū)域存在微弱潛在起皺風險（后期模面進行局部強壓），其余產(chǎn)品區(qū)域均無風險，滿足工藝要求。材料利用率由48.6%提升至49%（不考慮中間工藝孔廢料重新利用）。

3 材料利用率提升方案分析

3.1 拉深深度及補充面優(yōu)化

Study on Carbon Emission Driving Factors and Low-carbon Policy of Transportation Industryin Henan Province

根據(jù)尾門內(nèi)板形狀特征及成形過程的材料流動特點，優(yōu)化圖5中①、②處壓料面形狀，將壓料面抬高，尤其是②處壓料面高于成形制件最低點，進一步降低圖7（a）中圓圈處補充面高度。壓邊力為1 300 kN，壓邊圈行程為180 mm，成形過程及模擬結(jié)果如圖8所示，壓料過程中存在局部狀態(tài)失穩(wěn)，隨著壓邊圈下行，失穩(wěn)部分材料被拉伸展開。成形后產(chǎn)品區(qū)域塑性應(yīng)變均大于0.03，不存在潛在起皺風險，滿足工藝要求，優(yōu)化后的材料利用率由45.8%提升至48.6%。

Docker是基于LXC（Linux Container）的容器引擎[1] [2]。由圖 11可以看出，與傳統(tǒng)的虛擬化不同之處在于Docker容器是直接在操作系統(tǒng)層面上實現(xiàn)虛擬化，通過操作系統(tǒng)的進程進行區(qū)分，與其他容器共享內(nèi)核。不需要如傳統(tǒng)的VM 技術(shù)一樣對硬件進行仿真，沒有帶來額外的中間層開銷。因此Docker容器資源利用率極高，并且執(zhí)行效率可以近似達到宿主機的物理機性能。

3.2 壓料方式優(yōu)化

成形過程及模擬結(jié)果如圖6所示，成形過程、成形后塑性應(yīng)變（產(chǎn)品區(qū)域大于0.03）及潛在起皺風險滿足工藝要求，材料利用率為45.8%。

3.3 拉深方式優(yōu)化

根據(jù)尾門內(nèi)板形狀特點，將沖壓方向旋轉(zhuǎn)180°，采用三動拉深的方式，進一步減小補充面廢料。有限元模型如圖12所示，上壓邊圈行程為160 mm，壓邊力為800 kN，下壓邊圈行程為80 mm，壓邊力為1 100 kN。成形過程及模擬結(jié)果如圖13所示。成形過程中存在兩處輕微的波紋（見圖13（b）圓圈處），成形到底后完全展開。成形后制件區(qū)域塑性應(yīng)變均大于0.03，在圖13（b）對應(yīng)波紋區(qū)域成形到底后存在一定的潛在波紋風險（見圖13（d）圓圈處），其余產(chǎn)品區(qū)域均無風險，成形過程滿足工藝要求，材料利用率為49.6%。

3.4 鋸齒板料形狀優(yōu)化

按圖14所示方式將板料切開處的直線邊界優(yōu)化為鋸齒形邊界，進一步減小板料質(zhì)量。以圖10模型為基礎(chǔ)，對板料進行鋸齒形優(yōu)化處理，分析結(jié)果如圖15所示，塑性應(yīng)變除局部區(qū)域小于0.03（大于0.02）外，均大于0.03；潛在起皺區(qū)域無明顯變差，滿足工藝要求，材料利用率由48.6%提升至49.7%。

4 結(jié)束語

從減小拉深深度、優(yōu)化補充面、工藝孔樣式、壓料形式、拉深方式及鋸齒形板料形狀優(yōu)化方面提出提升尾門內(nèi)板材料利用率的方法，沖壓工藝設(shè)計中需要根據(jù)尾門內(nèi)板的形狀特點結(jié)合車型產(chǎn)量，綜合考慮增加內(nèi)壓料及采用三動拉深方式的性價比，選擇合理的優(yōu)化措施，在確保成形質(zhì)量的前提下，實現(xiàn)制件材料利用率的提升。

[1]韋榮發(fā),蒙世英,石 峰,等.提升汽車覆蓋件材料利用率的研究與應(yīng)用[J].模具工業(yè),2018,44(8):20-24.

[2]劉 磊.汽車冷沖壓零件材料利用率提高方案解析[J].汽車實用技術(shù),2018(14):195-196.