面向智能制造的汽車外覆蓋件棱線滑移線研究

阮林凡，朱梅云

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

制造業(yè)是國民經(jīng)濟的主體，是立國之本、興國之器、強國之基。中國制造2025，是中國政府實施制造強國戰(zhàn)略第一個十年的行動綱領。中國制造2025 提出，堅持“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構優(yōu)化、人才為本”的基本方針，堅持“市場主導、政府引導，立足當前、著眼長遠，整體推進、重點突破，自主發(fā)展、開放合作”的基本原則。

中國制造2025 是更加具有針對性、更加具體化的行動綱領，意在將中國的制造業(yè)從制造大國變成制造強國。其戰(zhàn)略方針是通過新一代的信息技術與制造業(yè)的融合，推進以智能制造為主攻方向，促進產(chǎn)業(yè)向高效、高價值和低能耗的模式升級轉(zhuǎn)型?？傊?，中國制造2025 的核心就是智能制造。圖1 為汽車智能制造技術整車線示意圖。

圖1 汽車智能制造技術線

2 沖壓模具滑移線技術原理

隨著車身外觀設計的發(fā)展以及消費者對棱線特征清晰度越來越高的要求，大量汽車都開始采用銳棱（即小R 角），滑移風險加大。S811 項目在設計階段加強外覆蓋件質(zhì)量管控，并通過跟蹤S811 項目覆蓋件模具開發(fā)過程，對滑移線進行實物驗證，對比滑移線CAE 分析結(jié)果，建立滑移線控制技術方案及滑移線CAE 評價準則，提升CAE 分析能力，優(yōu)化產(chǎn)品設計。

制件板料放在壓邊圈上，凹模下行將料片邊緣緊緊壓在壓邊圈上，隨后上滑塊帶動壓邊圈下行進行反拉伸。板料與模具凸模部分區(qū)域型面接觸受力后仍然會流動一段距離。拉延凹模到底前，板料接觸凸模棱線R 型面受力后會發(fā)生硬化，料厚相較附近區(qū)域明顯減薄。凹模繼續(xù)下行使板料在棱線R 上滑動，此時板料受力相比板料初始接觸時小，板料硬化、減薄程度發(fā)生變化。凹模到底后棱線R 處板料硬化、減薄趨勢不均勻的問題未能解決，導致此區(qū)域鈑金面質(zhì)量不良，在沖壓成型零件上稱為滑移缺陷。

3 沖壓模具滑移線實驗技術研究

3.1 滑移線工藝設置

3.1.1 調(diào)整沖壓方向

滑移線的產(chǎn)生就是因為棱線兩側(cè)的板料受力不均引起板料流動不均造成的，為了保證板料在棱線處流動均勻，可以對沖壓方向進行調(diào)整，方法是沿滑移線滑移方向的反方向進行沖壓角度的旋轉(zhuǎn)，原理就是對棱線兩側(cè)凸模的傾斜角度的調(diào)整，使棱線兩側(cè)板料流動達到一致狀態(tài)，棱線處的板料應力達到平衡。如圖2 所示，S811 翼子板的拉延沖壓方向為車身Y 向旋轉(zhuǎn)18°，改善上部棱線滑移；S811 前門外板的沖壓方向為車身Y 向旋轉(zhuǎn)15°，有利于控制車身主棱線滑移情況。

圖2 S811 翼子板拉延沖壓方向

3.1.2 調(diào)整拉延筋系數(shù)或機床壓力

通過調(diào)整拉延筋、壓料面以及壓邊力等，控制材料的流動性，使得進料盡量均勻，控制料的流動，使得料流動過程中不超出R 角范圍。進行拉深筋的設置時將拉深筋控制在最大，在成形性允許的情況要盡量將板料鎖死，對板料的流動進行控制，縮小板料流動的范圍。當板料無法鎖死或鎖死后仍有滑移時，對滑移線兩側(cè)的拉深筋力進行調(diào)整，調(diào)整原則為：增大滑移線反向一側(cè)的拉深筋力，或減少滑移線一側(cè)的拉深筋力。

3.2 滑移線實驗結(jié)果

調(diào)整拉延筋系數(shù)或機床壓力，通過調(diào)整拉延筋、壓料面以及壓邊力等，控制材料的流動性，使得進料盡量均勻，控制料的流動，使得料流動過程中不超出R 角范圍。進行拉深筋的設置時將拉深筋控制在最大，在成形性允許的情況要盡量將板料鎖死，對板料的流動進行控制，縮小板料流動的范圍。當板料無法鎖死或鎖死后仍有滑移時，對滑移線兩側(cè)的拉深筋力進行調(diào)整，調(diào)整原則為：增大滑移線反向一側(cè)的拉深筋力，或減少滑移線一側(cè)的拉深筋力。

3.3 優(yōu)化工藝補充

對產(chǎn)品拉深工序的工藝補充造型的形狀進行調(diào)整優(yōu)化，加高滑移線流動方向反方向的工藝補充的高度，讓工藝補充部分提早于棱線處先接觸板料，保證棱線兩側(cè)板料進入均勻，滑移量控制在尺角范圍內(nèi)。比如S811 翼子板輪眉處的滑移線通過工藝補充的優(yōu)化，使得棱線接觸板料遲，優(yōu)化滑移線的產(chǎn)生，如圖3 所示。

圖3 S811 翼子板工藝補充

3.4 滑移線試驗驗證

圖4 為翼子板滑移線研究實驗與試驗對比圖片，通過發(fā)蓋外板沖壓件滑移線模擬分析實驗結(jié)果與試驗驗證相對比，對比結(jié)果表面：

圖4 S811 翼子板棱線滑移分析

（1）翼子板滑移結(jié)果與設定判定標準基本符合。

（2）翼子板棱線走料痕跡與CAE 分析滑移線基本一致，體現(xiàn)為接觸滑移。

（3）翼子板表面最大接觸應力95MPa 大于屈服強度的10%，滑移未體現(xiàn)是由于偏大的接觸應力在R 角處，未在平面位置。

4 結(jié)論

（1）本文面向汽車智能制造技術，對汽車模具楞線滑移線技術進行研究，研究結(jié)果表明，模具滑移線工藝設置中的調(diào)整沖壓方向、調(diào)整拉延筋、壓料面以及壓邊力等方法可以有效控制模具成形中滑移角的大小，同時可以減少滑移量，并且保證沖壓件的成形質(zhì)量和制件剛度。

（2）汽車沖壓模具滑移線技術的研究，有效推進汽車智能制造的快速發(fā)展。