專利名稱：梁架件的制造工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車組件的制造工藝，尤其涉及針對(duì)高強(qiáng)度厚板料梁架件的制造工藝方法。
背景技術(shù)：
目前在汽車制造領(lǐng)域中，車身高強(qiáng)度厚板料的梁架件采用拉延工藝。拉延工藝的簡單過程請(qǐng)參見圖1A和1B，圖1A示出了拉延前的狀態(tài)，凹模12位于凸模11的上方，拉延前的金屬板料14位于凹模12和凸模11之間，壓邊圈13在金屬板料14下方且位于兩側(cè)。圖1B示出了拉延完成后的狀態(tài)。用傳統(tǒng)的拉延工藝，材料利用率低，回彈扭曲嚴(yán)重，成形力大對(duì)設(shè)備要求高。以常見的前縱梁為例一般為材料利用率為50-55%左右，使用1400噸雙動(dòng)壓力機(jī)。這就使得材料成本很高，浪費(fèi)嚴(yán)重，模具調(diào)試難度大、周期長，而且對(duì)設(shè)備要求高不利于產(chǎn)能排布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供了一種梁架件的制造工藝方法，大幅提高材料利用率、減少回彈量、扭曲量，降低成形力以便降低對(duì)沖壓設(shè)備噸位的要求。本發(fā)明的技術(shù)方案為:本發(fā)明揭示了一種梁架件的制造工藝方法，包括:通過直接成型的結(jié)構(gòu)方式實(shí)現(xiàn)梁架件板料成形；使用板成形模擬軟件通過直接成型結(jié)構(gòu)方式設(shè)置模擬進(jìn)行梁架件的成型性分析；檢查零件成型過程狀態(tài)；檢查零件開裂情況；檢查零件起皺情況；進(jìn)行局部起皺的優(yōu)化；進(jìn)行坯料線的優(yōu)化；根據(jù)模擬優(yōu)化后的結(jié)果設(shè)計(jì)制作調(diào)試模具，利用模具生產(chǎn)零件。根據(jù)本發(fā)明的梁架件的制造工藝方法的實(shí)施例，所述板成形模擬軟件包括Autoform模擬軟件。根據(jù)本發(fā)明的梁架件的制造工藝方法的實(shí)施例，所述局部起皺的優(yōu)化是通過在凸模上增加局部壓料塊。根據(jù)本發(fā)明的梁架件的制造工藝方法的實(shí)施例，所述坯料線的優(yōu)化是通過迭代運(yùn)算調(diào)整坯料線。根據(jù)本發(fā)明的梁架件的制造工藝方法的實(shí)施例，使用板成形模擬軟件通過直接成型結(jié)構(gòu)方式設(shè)置模擬進(jìn)行梁架件的成型性分析的步驟包括:在初始過程中，將成型前的板料放置在凸模的下方、凹模的上方，下壓料板被放置在板料和凹模之間；
凸模向下運(yùn)動(dòng)與壓料板貼合壓住板料后一起向凹模方向移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至凸模和凹模貼合前一定距離時(shí)，凸模上的局部壓料塊開始與凹模接觸壓住板成形模擬軟件的成型分析中板料出現(xiàn)起皺的位置，然后凸模和下壓料板繼續(xù)向凹模方向運(yùn)動(dòng)直至凸凹模貼合，模擬成型完成。根據(jù)本發(fā)明的梁架件的制造工藝方法的實(shí)施例，所述成型前的板料所使用的壓料形式是中間的壓料板。本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本發(fā)明的方案是通過直接成型的結(jié)構(gòu)方式而不是拉延方式實(shí)現(xiàn)梁架件板料成形。其中使用板成形模擬軟件通過直接成型結(jié)構(gòu)方式設(shè)置模擬進(jìn)行梁架件的成型性分析，檢查零件成型過程狀態(tài)，檢查零件開裂情況，檢查零件起皺情況，進(jìn)行局部起皺的優(yōu)化，進(jìn)行坯料線的優(yōu)化，最后根據(jù)模擬優(yōu)化后的結(jié)果設(shè)計(jì)制作調(diào)試模具，利用模具生產(chǎn)零件。傳統(tǒng)的拉延為板料外圈壓料，壓邊圈壓料部分為后續(xù)切除的廢料，而本發(fā)明的直接成型為中間壓料板壓料，板料成型后的邊界線為最終產(chǎn)品邊界或僅超出產(chǎn)品邊界5mm，后續(xù)切除，直接成型后要求零件邊界為最終產(chǎn)品邊界的部分需要通過調(diào)整落料尺寸線實(shí)現(xiàn)。具體而言，相較于傳統(tǒng)的拉延工藝，本發(fā)明的直接成型具有以下的優(yōu)點(diǎn):1.傳統(tǒng)拉延工藝所需板料比本發(fā)明的要大，因?yàn)閴哼吶μ幃a(chǎn)生了大量需要切除的廢料，材料利用率大幅提高。以前縱梁為例，直接成型相比拉延材料利用率提高25%左右；
2.對(duì)于高強(qiáng)度厚板料的梁架件來說，模具的主要調(diào)試工作就是解決零件的回彈和扭曲導(dǎo)致的尺寸偏差，直接成型沒有板料外圈的壓料，板料的彈塑性變形小，成形后的殘余應(yīng)力小，這樣零件的回彈量、扭曲量非常小，這樣大大減小了模具的調(diào)試難度和周期；3.傳統(tǒng)拉延所需成形力要遠(yuǎn)大于直接成型。例如前縱梁直接成型的成形力為800噸，選擇1000噸壓力機(jī)即可；而拉延成形力為1150噸，至少要選擇1400噸的壓力機(jī)。可見直接成型對(duì)設(shè)備的要求明顯降低。


圖1A和IB示出了傳統(tǒng)的拉延工藝的簡單過程的示意圖。圖2A和2B示出了本發(fā)明的梁架件的制造工藝方法的簡單示意圖。圖3示出了板成形模擬軟件的設(shè)置示意圖。圖4A-4C示出了板成形模擬軟件的模擬過程的斷面圖。圖5示出了板成形模擬軟件的模擬設(shè)置優(yōu)化的示意圖。圖6示出了板成形模擬軟件中零件坯料線的優(yōu)化示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。圖2A和2B示出了本發(fā)明的梁架件的制造工藝方法的實(shí)施例的簡單過程。第一步，使用板成形模擬軟件通過直接成形結(jié)構(gòu)的方式設(shè)置模擬進(jìn)行梁架件的成型性分析，以保證其可以使用直接成型工藝。其中的板成形模擬軟件可以是Autoform模擬軟件。如圖3所示，凸模21位于凹模22上方，成型前的板料24(例如是中間壓料板)放置在凸模21和凹模22中間，下壓料板23安裝在板料24的下方，即板料24和凹模22之間。整個(gè)模擬過程如圖4A-4C所示，在圖4A所示的初始過程中，將成型前的板料24放置在凸模21的下方、凹模22的上方，下壓料板23被放置在板料24和凹模22之間。如圖4B所示的中間過程，凸模21向下運(yùn)動(dòng)與下壓料板23貼合壓住板料后一起向凹模22方向移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至凸模21和凹模22貼合前一定距離時(shí)，凸模21上的局部壓料塊開始與凹模22接觸壓住Autoform成型分析中板料出現(xiàn)起皺的位置，以前縱梁為例約35-40_左右，使用4個(gè)氮?dú)鈴椈?，產(chǎn)生的壓料力為25噸左右，然后凸模21和下壓料板23繼續(xù)向凹模方向運(yùn)動(dòng)。如圖4C所示的結(jié)束點(diǎn)，凸模下降至下死點(diǎn)，即凸模和凹模貼合在一起，模擬成型完成，完成后的狀態(tài)如圖2B所示，成型后的金屬板料25被處理成如圖2B所示的形狀。第二步，檢查零件成型過程狀態(tài)是否良好。第三步，檢查零件開裂情況，例如從模擬情況來看，是否剪薄不大，是否有開裂現(xiàn)象發(fā)生。第四步，檢查零件起皺情況，例如局部起皺的部分是否需要改善。第五步，進(jìn)行局部起皺的優(yōu)化。如果在第四步中檢查出需要改善的局部起皺部分，則對(duì)第一步模擬的工具設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化，通過板成形模擬軟件中的工具設(shè)置增加局部壓料塊26。第六步，進(jìn)行坯料線的優(yōu)化。通過反復(fù)的迭代運(yùn)算準(zhǔn)確的調(diào)整好板料的坯料線，使成型后的零件邊界線27即為最終產(chǎn)品邊界或僅超出產(chǎn)品邊界5mm，然后基于切邊線28切邊去除，最大限度的減少廢料的產(chǎn)生，相比拉延，材料利用率提高25%。第七步，根據(jù)模擬優(yōu)化后的結(jié)果設(shè)計(jì)制作調(diào)試模具，利用模具生產(chǎn)零件。上述實(shí)施例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來實(shí)現(xiàn)和使用本發(fā)明的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對(duì)上述實(shí)施例做出種種修改或變化，因而本發(fā)明的發(fā)明范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書所提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
權(quán)利要求
1.一種梁架件的制造工藝方法，包括: 通過直接成型的結(jié)構(gòu)方式實(shí)現(xiàn)梁架件板料成形； 使用板成形模擬軟件通過直接成型結(jié)構(gòu)方式設(shè)置模擬進(jìn)行梁架件的成型性分析； 檢查零件成型過程狀態(tài)； 檢查零件開裂情況； 檢查零件起皺情況； 進(jìn)行局部起皺的優(yōu)化； 進(jìn)行坯料線的優(yōu)化； 根據(jù)模擬優(yōu)化后的結(jié)果設(shè)計(jì)制作調(diào)試模具，利用模具生產(chǎn)零件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梁架件的制造工藝方法，其特征在于，所述板成形模擬軟件包括Autoform模擬軟件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梁架件的制造工藝方法，其特征在于，所述局部起皺的優(yōu)化是通過在凸模上增加局部壓料塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梁架件的制造工藝方法，其特征在于，所述坯料線的優(yōu)化是通過迭代運(yùn)算調(diào)整坯料線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梁架件的制造工藝方法，其特征在于，使用板成形模擬軟件通過直接成型結(jié)構(gòu)方式設(shè)置模擬進(jìn)行梁架件的成型性分析的步驟包括: 在初始過程中，將成型前的板料放置在凸模的下方、凹模的上方，下壓料板被放置在板料和凹模之間； 凸模向下運(yùn)動(dòng)與壓料板貼合壓住板料后一起向凹模方向移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)至凸模和凹模貼合前一定距離時(shí)，凸模上的局部壓料塊開始與凹模接觸壓住板成形模擬軟件的成型分析中板料出現(xiàn)起皺的位置，然后凸模和下壓料板繼續(xù)向凹模方向運(yùn)動(dòng)直至凸凹模貼合，模擬成型完成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的梁架件的制造工藝方法，其特征在于，所述成型前的板料所使用的壓料形式是中間的壓料板。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種梁架件的制造工藝方法，大幅提高材料利用率、減少回彈量、扭曲量，降低成形力以便降低對(duì)沖壓設(shè)備噸位的要求。其技術(shù)方案為方法包括使用板成形模擬軟件通過直接成型結(jié)構(gòu)方式設(shè)置模擬進(jìn)行梁架件的成型性分析檢查零件成型過程狀態(tài)；檢查零件開裂情況；檢查零件起皺情況；進(jìn)行局部起皺的優(yōu)化；進(jìn)行坯料線的優(yōu)化；根據(jù)模擬優(yōu)化后的結(jié)果設(shè)計(jì)制作調(diào)試模具，利用模具生產(chǎn)零件。
文檔編號(hào)B21D31/00GK103182420SQ20111044870
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者宋桂軍, 涂小文, 童亞平 申請(qǐng)人:上海大眾汽車有限公司