拼焊車門內(nèi)板沖壓成形性分析

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1、拼焊車門內(nèi)板沖壓成形性分析發(fā)表時間：2009-2-25余海燕高云凱朱文峰來源：萬方數(shù)據(jù)關(guān)鍵字：鈑金設(shè)計拼焊板車門內(nèi)板沖壓成形性成形極限圖信息化調(diào)查找茬投稿收藏評論好文推薦打印社區(qū)分享首先介紹了采用不等厚拼焊板的車門內(nèi)板在沖壓成形過程中出現(xiàn)的問題；接著對缺陷區(qū)域進行主應(yīng)變測量和安全成形裕度預(yù)測。結(jié)果表明，車門內(nèi)板出現(xiàn)破裂和起皺的主要原因是拉延筋阻力不足和厚、薄兩側(cè)板料的流動阻力不均。最后提出采取局部調(diào)整拉延筋阻力和壓邊力等措施來改善車門內(nèi)板沖壓成形性。???圖3(a)和圖3(b)分別為該車門內(nèi)板薄側(cè)(0.7mm)和厚側(cè)(

2、1.6mm)各關(guān)注區(qū)域的主應(yīng)變在成形極限圖(FLD)中的位置，其中圖3(a)中只顯示了A、B、D區(qū)的數(shù)值，圖3(b)中顯示了B、C、D區(qū)的數(shù)值，這是因為A區(qū)板厚為0.7mm，C區(qū)板厚為1.6mm，而B區(qū)和D區(qū)分布在焊縫兩側(cè)，故同時包含0.7mm和1.6mm的區(qū)域。???由圖3(a)可知，在薄側(cè)，A區(qū)和B區(qū)應(yīng)變測量點比較接近FLC的(0，ε10)點，安全成形裕度約為5％；D區(qū)應(yīng)變數(shù)據(jù)點已超過起皺趨勢線，有起皺趨勢。由圖3(b)可知，C區(qū)有起皺趨勢，且這3個關(guān)注區(qū)域的應(yīng)變均很小，聚集在FLD的底部，這說明較強的厚板側(cè)沒有得

3、到充分變形，變形集中到較弱的薄板側(cè)，帶來厚板側(cè)和薄板側(cè)變形的不均勻。圖3車門內(nèi)板成形極限圖(FLD)???圖4為車門內(nèi)板關(guān)注區(qū)域的厚度減薄率，共測了4個試件。圖4車門內(nèi)板最大板厚減薄率???由圖4可知，A區(qū)和B區(qū)減薄率較大，最大值達到32％，破裂的可能性較大，這與FLD圖分析結(jié)果相同。C區(qū)和D區(qū)減薄率較小，結(jié)合FLD圖可知，這2個區(qū)域的起皺危險較大。3成形性改進建議???由前述成形性分析可得：焊縫兩側(cè)板料變形的不均勻性是該車門內(nèi)板出現(xiàn)破裂和起皺的主要原因。調(diào)整材料局部流動阻力可協(xié)調(diào)材料變形的均勻性，從而最終改善拼焊板常

4、出現(xiàn)的破裂和起皺問題?？蓮囊韵聨讉€方面考慮。???(1)圖2(a)所示A區(qū)域的板厚減薄嚴(yán)重的問題，主要原因是由于此處拉深深度較大，板料流動阻力過大，因此減小流動阻力的方法均能改善此處的沖壓成形性，如局部減小拉延筋的深度，加大拉延筋圓角半徑，或增大脫模角度。???(2)圖2(b)所示B區(qū)域焊縫薄側(cè)板料破裂問題，根本原因是板厚差帶來的焊縫兩側(cè)厚板變形小和薄板變形大，這種變形的不均勻性會帶來焊縫向厚側(cè)偏移，嚴(yán)重時就產(chǎn)生了薄側(cè)板料開裂。要改善此處成形性需要控制促使材料不均勻變形的因素，如焊縫平行于拉伸方向、減小板厚差、讓薄板盡

5、可能多地分布于變形區(qū)、讓焊縫遠離變形量較大的部分等。???(3)圖2(c)和圖2(d)所示C和D區(qū)域的微元體應(yīng)力狀態(tài)如圖5所示，σ1為沖壓產(chǎn)生的拉深力，σ2為材料擠壓產(chǎn)生的切向壓力，σ3為板厚方向壓邊或模具接觸產(chǎn)生的法向力。圖5C區(qū)和D區(qū)的微元體應(yīng)力狀態(tài)???由于板料厚度較小，根據(jù)壓桿失穩(wěn)的基本原理可知，板料在切向極易發(fā)生失穩(wěn)，從而產(chǎn)生起皺，如圖2(d)所示法蘭區(qū)和工藝補充面處均發(fā)生了起皺。要解決這個問題可采取2種方法(1)局部增大法蘭區(qū)拉延筋阻力，即增大σ1的值，使σ2擠壓產(chǎn)生的多余材料向別處轉(zhuǎn)移，可通過增加拉延筋深

6、度或開設(shè)兩條拉延筋的方法達到；(2)增大σ3，抑制材料在板厚方向的堆積，從而減少起皺，這需要增大此處壓邊力。4結(jié)論???(1)文中測量的車門內(nèi)板安全成形裕度約為5％，最大厚度減薄率為32％；主要成形問題表現(xiàn)為A區(qū)和B區(qū)板料減薄嚴(yán)重，C區(qū)和D區(qū)起皺嚴(yán)重。???(2)建議通過以下措施改進該車門內(nèi)板的沖壓成形性：A區(qū)需要局部減小拉延筋的深度，加大拉延筋圓角半徑；對B區(qū)盡可能使焊縫平行于拉伸方向、減小板厚差、讓薄板盡可能多地分布于變形區(qū)、讓焊縫遠離變形量較大的部分；C區(qū)和D區(qū)可采用局部加大拉延筋阻力，局部增大壓邊力的方法減少起

7、皺。???(3)拼焊板的成形極限相關(guān)理論和試驗方法需要進一步研究。