高強度板汽車零件的工藝設(shè)計和模具開發(fā)摘要：隨著汽車保有量的不斷增大，環(huán)境污染和能源短缺等問題也越來越嚴重。人類為了可持續(xù)發(fā)展，必須高度重視環(huán)保和節(jié)能問題，而通過汽車輕量化，可以實現(xiàn)節(jié)能減排，其中高強度鋼板一種常見的輕量化方法。為此，本文對高強度板汽車零件的工藝設(shè)計和模具開發(fā)設(shè)計進行了相關(guān)的探究。關(guān)鍵詞：高強度板；工藝設(shè)計；模具開發(fā)現(xiàn)代汽車的結(jié)構(gòu)、性能及技術(shù)方面正朝著減重、節(jié)能減排及安全方向發(fā)展。而汽車的質(zhì)量與能耗之間成線性關(guān)系，相關(guān)資料顯示，每降低1%的汽車質(zhì)量，則隨之可降低0.6%?1.0%的燃耗，能耗也和尾氣排放的關(guān)系十分密切。所以，為了節(jié)能和環(huán)保，汽車可以適當輕量化。為了可以滿足現(xiàn)代汽車制造的要求，板料供應(yīng)商設(shè)計開發(fā)了強度高、成型性好的高張力鋼板。而板料性能卻是影響汽車零件成型性能和以及模具使用壽命的主要因素，同時板料強度的大幅提升也對沖壓工藝與模具開發(fā)提出了更高的要求?；诖?，下文進行相關(guān)研究分析。1高強板汽車零件的沖壓工藝設(shè)計1.1拉延拉伸深度應(yīng)盡可能均勻。針對斷面深度不同的零件，相較于普通鋼板，高強鋼板采用的拉延深度應(yīng)更深，使最深斷面處的材料可以滿足流動要求。高強度鋼板的延伸率較低，針對某些材料/產(chǎn)品，可以采用壓型成型，比如車門的防撞梁等。雖然可能會減小回彈，但是卻使制件的扭曲風險提高了。對于高強度鋼板零件，需要盡可能一次成型，否則，由于應(yīng)力強化致使二拉或整形較易產(chǎn)生破裂、回彈或扭曲，進而使形狀不理想。為了防止壓邊圈起皺、充分成型，在拉伸高強鋼板時，應(yīng)適當增大壓邊力。若壓邊力過小則可能會使壓邊圈起皺，甚至頂起整個壓邊圈，進而消除流料約束力。鋅鐵合金不能作為鋼板的軟模材料，建議采用鑄鐵或45#鋼板。針對地板橫梁、頂蓋加強梁、中柱加強板及前倉縱梁等零件，應(yīng)考慮采用落料后成型工藝。如果高強鋼板的形狀變化嚴重或側(cè)壁強度的均勻度不高，則應(yīng)采用拉伸成型工藝，并配合修邊工藝。在翻邊和壓型模的相關(guān)零件工藝設(shè)計中，回彈補償角應(yīng)為3?6度。應(yīng)盡可能減小翻邊模零件的凸模圓角，考慮到不同的材料強度，一般采用料厚的1?2倍作為R角。若制件形狀不均勻，在殘余應(yīng)力的作用下，壓型會產(chǎn)生扭曲或回彈，所以，雁考慮型面補償，經(jīng)過幾輪試模后，再測量制件，重新修改數(shù)模，并進行加工調(diào)試。2高強度板汽車零件的沖壓模具開發(fā)2.1高強板汽車沖壓模具的開發(fā)設(shè)計2.1.1拉延模的沖壓模具的開發(fā)由于高強度鋼板具有較厚的料厚，所以需要很大的壓邊力和成型力。設(shè)計模具時，布置的氣頂桿或氮氣缸應(yīng)足夠，且應(yīng)預(yù)先檢查機床的成型力。若高強鋼板料厚比2毫米大，則不需要布置拉延筋，若有需要則應(yīng)適當增大拉延筋的圓角。與板料強度對應(yīng)，模具材料也應(yīng)具有足夠高的強度，凹模采用鑲塊結(jié)構(gòu)。通常需要特殊處理外板拉延模表面，比如滲氮和鍍珞等。開發(fā)設(shè)計模具時，應(yīng)考慮回彈處理，包括重新加工鑲塊墊片及更換鑲塊等。2.1.2壓型翻邊模的開發(fā)設(shè)計對應(yīng)于壓型和翻邊模的零件設(shè)計，其回彈補償角應(yīng)為3?6度。由于翻邊成型存在側(cè)向力，故應(yīng)將鑲塊鑲在鑄件體內(nèi)或設(shè)計擋墻。翻邊間隙應(yīng)比1個料厚小?？刹捎冒欠吿幚砘貜?。2.1.3修邊模的沖壓模具開發(fā)設(shè)計采用修邊波浪刃口降低沖裁力。修邊角度應(yīng)比普通鋼板小5?10度。適當提高鑲塊材料與模具強度。在調(diào)試拉延和成型模具時，壓邊力和成型力應(yīng)盡可能大，可盡量放大拉延筋與凹模的圓角，以防制件破裂或壓邊圈起皺。調(diào)試高強鋼板回彈模具時，應(yīng)盡量采用非手工的回彈改善方法。驗收高強度鋼板的模具和制件時，驗收標準最好為裝車效果，不需要過分關(guān)注制件的合格率。反復(fù)修整不僅無法滿足零件的合格要求，而且還會降低模具壽命，有時模具甚至?xí)髲U。3應(yīng)用計算機輔助技術(shù)目前，計算機輔助技術(shù)已經(jīng)變?yōu)槠囆袠I(yè)新產(chǎn)品的開發(fā)、規(guī)模生產(chǎn)及市場競爭力提高的重要技術(shù)。隨著有限元技術(shù)和的理論快速發(fā)展，通過有限元模擬軟件，既能指導(dǎo)材料的選取和上游零件的設(shè)計理念，還有助于模具制造企業(yè)的工藝性制定及現(xiàn)場調(diào)試。通過指導(dǎo)上游產(chǎn)品的設(shè)計，實現(xiàn)了模具開發(fā)和產(chǎn)品設(shè)計的同步，大幅減小了汽車的制造周期，從而使汽車制造企業(yè)的競爭力得以增強。通過指導(dǎo)模具的工藝制定，讓設(shè)計人員可以掌握零件的工藝性能，將調(diào)試人員的作用弱化，還減少了工作量。由于高強度材料具有強度高、成型難的特點，而且容易開裂、起皺或回彈等。通過計算機輔助模擬技術(shù)，可以預(yù)測零件成型或后序中的缺陷，通過修改零件的工藝設(shè)計，可以消除這些缺陷。右/左前縱梁鋼板零件屬于中低強度類，較難成型，極易發(fā)生扭曲或回彈，在翻邊時，在圓角處較易發(fā)生開裂，借助于板成形模擬軟件，實施全工序的計算機輔助模擬，獲得了如下結(jié)果：由于產(chǎn)品具有較低的延伸率和較硬的材料，在圓角處，因缺料而較易開裂，針對開裂缺陷，可以采用以下方法：采用拉延工序來增多凸包；采用先后翻邊工序。采用回彈補償及工藝凸臺的增加等方法，使調(diào)試工作量減少，避免大幅修改零件工藝。計算機輔助軟件有助于縮短零件的開發(fā)周期、提高質(zhì)量并減小成本等。4結(jié)語綜上所述，合理的高強度板汽車零件的工藝設(shè)計和模具開發(fā)有助于降低車型的投入成本、提高零件的制造品質(zhì)及縮短零件的生產(chǎn)周期。本文從高強度板汽車零件的工藝設(shè)計以及模具開發(fā)出發(fā)，進行了相關(guān)闡述，希望可以為零件的開發(fā)設(shè)計提供參考借鑒。參考文獻[1]潘川，呂進.汽車高強度板沖壓件回彈產(chǎn)生原因及解決措施[J].模具技術(shù)，2017（05）：39-42.⑵于曉龍.高強度板材變速變載變行程沖壓成形研究[D].上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，2016.羅紅梅.