1、东风模具冲压技术有限公司2014-11-19汽车覆盖件冲压成形与质量标准汽车覆盖件冲压成形与质量标准模冲公司简介吉林辽宁山西青海云南西藏新疆浙江武汉十堰湖北采购开卷冲压检验仓储焊接仓储物流成都模冲公司简介2007.10.18公司挂牌成立董事长：邱现东（DPCA总经理、DFHT董事）50%50%50%50%注册资本4亿元人民币13年末总资产主营业务14.33亿元冲压模具和其他模具、汽车冲焊零部件员工数行业地位2468人是国内具有商用车/乘用车整车模具及冲焊零件研发与制造能力的骨干企业。Y08-Y14Y08-Y14业绩业绩单位：百万元目目 录录一、汽车覆盖件的质量评价二、汽车覆盖件的冲压成形工艺设
2、计及质量控制三、汽车覆盖件的冲压成形的质量标准四、汽车覆盖件的主要冲压成形缺陷的难题一、汽车覆盖件零件的质量评价1、质量体系 质量管理的基本要求，就是要建立质量体系，即任何一个生产或服务组织都应建立质量方针和质量目标，以及实现这个目标的体系。在冲压领域，模具业务的质量管理体系为ISO9001，汽车零件冲压业务的质量管理体系为TS16949质量管理体系。以顾客为焦点、以过程为基础的质量管理体系模式ISO9001一、汽车覆盖件零件的质量评价2、质量体系的流程和文件架构质量体系的要求1、范围2、规范性引用文件3、术语和定义4、质量管理体系5、管理职责6、资源管理7 7、产品实现、产品实现8、测量分析
3、和改进产品实现过程的质量体系的要求3、质量评价指标的分类一、汽车覆盖件零件的质量评价 质量评价指标是实现质量目标的一种分解的表达方式。在模具行业，质量指标分为模具的质量指标和冲压件的质量指标。汽车模具的质量指标，通常有Cp和CPK值。Cp，即稳定过程的能力，它表明模具能稳定生产出合格零件的能力。无偏离的Cp表示过程加工的均匀性（稳定性），即“质量能力”，Cp越大，质量特性的分布越“苗条”，质量能力越强（受外界条件变化的影响越小）。Cp仅适用于统计稳定过程，是过程在受控状态下的实际加工能力。工厂计算方法通常采用连续生产的5个零件作为检测样本，测量某些关键特性（形状、孔、边）参数，取最大、最小值之
4、差来计算。CPK，过程能力指数，是在过程有偏移情况下的过程能力，前提是要过程稳定且数据是正态分布，而且数据应该在 25组以上，只考虑过程受普通原因的影响。因为过程只受到普通原因变差影响是理想状态下的，从长期来说过程总会受到各种特殊原因的影响，所以又被称为短期过程能力，也叫潜在过程能力。3、质量评价指标的分类一、汽车覆盖件零件的质量评价Cp=规定的公差/过程变异度=T/6T/6（双侧规范）；公差T=Tu-Tl，Tu为公差上限，Tl为公差下限，为质量特性值总体的标准差，为其估计值。T反映了对产品的技术要求，则反映过程加工的质量，在过程能力指数Cp中将6与T比较，反映了过程加工质量满足产品技术要求的
5、程度，即企业产品的控制范围满足客户要求的程度。当产品质量特性值分布的平均值u与规范中心M不重合（有偏移）时，见下图，显然不合格品率将增大，也即Cp值将降低，故下式Cp=规定的公差/过程变异度=T/6T/6（双侧规范）所计算的无偏移过程能力指数不能反映有偏移的实际情况，需要加以修正：Cpk=（1-K）Cp=（1-K）T/6 0K1其中K为分布中心u与规范中心M的偏移度：K=2|M-u|/T产品质量分布的均值u与规范中心M不重合（有偏移情形）CpkCpk无偏移情况的Cp表示过程加工的一致性，即“质量能力”，Cp越大，质量能力越强；有偏移情况的Cpk表示过程中心u与规范中心M偏移情况下的过程能力指数
6、，Cpk越大，则二者偏离越小，是过程的“质量能力”与“管理能力”二者综合的结果。一、汽车覆盖件零件的质量评价上海大众和通用采用Cpk来描述模具的质量能力，对模具的质量要求是Cpk 1.33。神龙汽车则采用CP值来描述，通常要求 Cp 1。类别缺陷表现形式几何尺寸形状、翻边回弹，孔、边、台肩尺寸和位置偏差外观开裂、起皱、滑移、冲击线、凹陷、坑包、棱线不光顺强度刚性不足、延伸率不足汽车冲压件的常见的质量评价指标，通常可几何尺寸、外观、强度（刚性）等多方面的评价要素，每个评价要素根据产品特性和技术要求又细分为多种评价指标。Cpk过程能力指数的分级A级 Cpk2.0 特优 可考虑成本的降低。A 级 2
7、.0 Cpk 1.67 优 应当保持之。A 级 1.67 Cpk 1.33 良 能力良好，状态稳定。B 级 1.33 Cpk 1.0 一般状态一般，制程因素稍有变异即有产生不良 的危险。C 级 1.0 Cpk 0.67 差 制程不良较多，必须提升其能力。D 级 0.67 Cpk 不可接受 其能力太差，应考虑重新整改设计制程。4、东风集团主机厂应用的模具和冲压件质量评价指标一、汽车覆盖件零件的质量评价冲压件质量指标模具质量指标几何尺寸外观扣分整车质量指标过程能力DPCAIQGAQSAQVICF（相当于Cp）DFLPV几何尺寸合格率钣金工数-模具动静态销项率/CPKDFPV几何尺寸合格率钣金工数C
8、P/CPK几何尺寸符合性（几何尺寸符合性（IQGIQG）目标的简介）目标的简介 IQG值的法文全称为“INDICE QUATE GEOMETRIQUE”，中文意思是几何尺寸质量指数，了解它的计算方法，有助于理解其含义。IQG=检测点的扣分总和除以检测点数的总和。很显然，如果没有超差项，扣分为0，IQG值也为0，零件尺寸合格。扣分越多，IQG值越大，超差越严重。通过IQG值对冲压件的尺寸状态进行量化，进而通过控制IQG值来达到控制冲压件质量的目的。对于合同中每个零件几何尺寸符合性（IQG）目标按下表变化：一、汽车覆盖件零件的质量评价 按右图原则进行IQG质量扣分。IQG值符合上述要求，并不意味着
9、零件就完全合格。由于IQG值是一个平均值，少量的大超差项（如扣5分或10分项）不影响IQG值的计算结果。而且IQG值扣分5分的区域是否可以接受，靠一次试装，尤其是最初的分总成试装，问题并不能暴露出来，只有到多次合装才能发现问题。实践表明，对于IQG值扣分5分（2倍-3倍的公差范围）以上时，必须关注扣分的部位并分析原因，找到解决办法。如果在交货后再追查原因，往往会比较困难，有可能返工返修模具。不扣分扣1分扣2分扣5分扣10分5、质量扣分案例一、汽车覆盖件零件的质量评价 重复性检测报告的结果是生产稳定指数ICF。重复性检测是指在调试阶段通过每批检测5个零件跟踪重复性工艺卡的工艺参数。重复性工艺卡使
10、功能工艺卡具可靠性。重复性检测指数为生产稳定指数（ICF指数），从调试阶段直至直到该零件被PSA和DPCA接收为止。ICF=生产稳定指数=预计生产稳定性/实际生产稳定性=CP/CR 其中，CP为预计生产稳定性，CR为实际生产稳定性CP值由重复性工艺卡确定。与类似工艺特性参数经验反馈相符。在供应商处根据107文件进行临时模具验收时，该值可能升高或降低。CP值在下表中明确，其构成同后文将提到的CR值相同。影响参数构 成IT 生产稳定性定 位零件通过导向定位0.3(1)零件通过定位销定位0.2(1)外型定位模具闭合OP200.2翻边成形整形0.3材 料钢板回弹0.4压 紧压边圈压紧（目视）0.3压料
11、板压紧 实际生产稳定性：CR 通过检查同一批5个零件的工序特性参数的极差（最大值-最小值）体现实际生产稳定性。抽检样件最大值-最小值。举例说明：LOT0送样，以某孔位置度的来计算ICF指数，由于零件靠型面定位，CP=0.2。位置度测量5次的结果分别是0.24、0.36、0.27、0.41、0.49，其极差CR是 0.25（0.49-0.24=0.25。那 计算ICF=CP/CR=0.8CP值的工艺特性参数经验表一、汽车覆盖件零件的质量评价CP值绝对坐标测量偏差值CRICF123450.2X 600Z 700-0.0580.032-0.083-0.0280.0460.1291.550.2X 14
12、16Z 744-0.369-0.313-0.292-0.441-0.4120.1491.340.2X 1525Z 10000.7690.7250.7140.7420.6950.0742.700.2X 600Z 9120.5120.5740.4950.5540.4870.0872.300.2X 790Z 959-0.45-0.424-0.479-0.395-0.3870.0922.17某次送样的一个检测项的ICF测量结果如下：调试的优先顺序1贴合面2产品功能3设备装配性4产品功能定位功能点数31110功能符合点数2001功能符合点数%67%0%0%10%IQG值0.212.8310.004.63
13、测量点数146198总扣分值31710454符合公差的点数112030符合公差的点数%79%33%0%31%IQG值结果如下：一、汽车覆盖件零件的质量评价 数据处理的结果如下：Nb de points pice:Nb de points pice:119 总共测量点数%de points dans lIT:36%de points dans lIT:36%符合公差点数%ICF global:0.20 ICF global:0.20 平均ICF ICF maxi:0.32 ICF maxi:0.32 最大ICF ICF mini:0.07 ICF mini:0.07 最小ICF IQG IQG：
14、4.06 4.06 IQG值（=扣分484/点数119）从结果看，ICF和IQG值都没有达到送样的要求。IQG值超差原因是产品功能定位项扣分太多：测量98个点，扣分达454分。查检测工艺卡，扣10分项多，零件很多部位严重超差。同样也可以从检测工艺卡找到最小ICFICF发生的部位和原因。根据这些结果分析原因，提出模具整改措施。注意区分，IQGIQG是越小越好，ICFICF是越大越好。7、汽车覆盖件的质量缺陷类型（产品、工艺和模具结构原因造成的）A柱(A pillar)B柱(B pillar)C柱(C pillar)轮罩(Wheel house)三角窗(Side window)尾灯(Tail li
15、ght)后保险杠(Tail bumper)前门(Door FR)后门(Door RR)腰线(Waistline)一、汽车覆盖件零件的质量评价7、汽车覆盖件的质量缺陷类型工序缺陷类别原因拉延开裂（颈缩）材料等级差；工艺补充深度大；材料流动困难；产品设计不良起皱压料面不良；产品设计不良刚性不足产品设计不良；工艺设计不良；冲击线产品设计不良；工艺设计不良；滑移线产品设计不良；工艺设计不良；凹陷产品设计不良；工艺设计不良；拉毛工艺设计不良；模具材料（表面处理）不良翻边整形开裂产品设计不良；工艺设计不良；起皱产品设计不良；工艺设计不良；回弹产品设计不良；工艺设计不良；圆角R不光顺产品设计不良；工艺设计不
16、良；模具结构不良修边冲孔毛刺工艺设计不良；尺寸超差工艺设计不良；一、汽车覆盖件零件的质量评价7、汽车覆盖件的质量缺陷类型（照片）外覆盖件外观缺陷质量评定等级起皱R不顺起皱凹陷回弹一、汽车覆盖件零件的质量评价7、汽车覆盖件的质量缺陷类型（与钢板性能参数相关的）一、汽车覆盖件零件的质量评价4）拉伸应变痕低碳钢板通常会发生时效，导致屈服强度上升，延伸率下降，拉延过程中可能产生桔皮，表面粗糙等缺陷。因此需要规定各个牌号的拉伸应变痕保证时间。对超深拉延的油底壳类零件的此问题突出。1）应变硬化指数n值n值由流动应力与应变量关系决定，代表材料在塑性变形中的硬化能力。对高n值材料，流动应力随应变迅速增加，这就
17、将进一步的应变分布到低应变和低流动应力区域，使得变形更均匀。n值是拉胀工序判定材料成形性好坏的指标。2）应塑性应变比r值r值与拉伸性能有关，定义为拉伸试验中均匀延伸阶段宽向真应变与厚向真应变之比。r值是材料抵抗变薄能力的指标。R值大表示材料不易在厚向产生变形，即不易变薄或变厚，具有良好的拉伸性能。3）平面各向异性系数rr 值表示厚向异性系数r值在板平面上随方向的变化。r 值越大，板面内各向异性越严重，表现是板料拉伸后边沿不齐，形成凸耳。5）钢板残留物钢板的表面镀层在成形时产生脱落，造成模具、零件污染和缺陷。钢板在切边工序产生切粉，造成模具、零件污染和缺陷。8、汽车覆盖件的质量缺陷评价分区汽车覆
18、盖件检查首先要按重要度进行分区，一般有4个分区：A区，靠近车身目视很容易发现的部位，一般是前机盖外板、行李箱盖外板、顶盖外板、车门、乙子板、侧围的外表面等。B区，靠近车身稍微弯腰就能发现的部位，一般是车辆腰线以上，车窗以下部位。C区，目视不易发现部位，一般是前机盖内板、行李箱盖内板、侧围下半部等。D区，目视不被关注的部位，一般是前机舱、后车门内板、前车门内板、轮罩等。一、汽车覆盖件零件的质量评价8、汽车覆盖件的质量缺陷评价方法光照检测卡尺测量三角尺测量间隙三坐标测量机检测加载试验检具检测一、汽车覆盖件零件的质量评价8、汽车覆盖件的质量缺陷评价方法应变测量仪手感凹陷缺陷目视检测外观油石检测外观蓝
19、光扫描形状面蓝光扫描比对一、汽车覆盖件零件的质量评价8、汽车覆盖件的质量缺陷评价方法某项目的零件外观质量缺陷评价表一、汽车覆盖件零件的质量评价二、汽车覆盖件的冲压成形工艺设计及质量控制工艺设计CAE分析结构设计数控编程泡沫加工数控加工装配/调试零件检测典型的汽车模具开发流程及其关键工序三、汽车覆盖件的冲压工艺设计的质量标准标准标准作业流程品质保证体系质量管控的三个要素防错纠错的品质保证措施工作和行为规范标准二、汽车覆盖件的冲压成形工艺设计及质量控制DT4MP0设计SIM0（拉延模拟）MP0审核MP0归档SIM0审核拉延模设计MP1设计MP1审核后序模设计SIM1全工序模拟SIM1审核产品变更建
20、议1顾客意见反馈MP1归档产品变更建议2顾客意见反馈MP1会签提交SIM0用数据提交SIM1用数据会签意见反馈SIM1归档SIM0文件归档DT5MP2设计SIM2全工序模拟MP2审核SIM2审核NC编程MP2归档模具设计更新MP2会签MP3设计MP3审核MP3归档SIM2归档阶段性目标：设计初步的拉延方案，满足启动拉延模设计的条件阶段性目标：设计初步的后工序方案，满足启动后工序模设计的条件阶段性目标：全工序精细化的模面设计方案，满足零件品质和NC加工的条件阶段性目标：全工序模拟分析阶段满足结构设计和铸造的条件正式产品数据冻结数据冲压工艺设计流程工作流程的补充说明：1将MP1设计细分为MP0/M
21、P1两个阶段。MP0解决拉延工序设计，MP1解决后工序设计。2对应MP1设计的2个阶段，SIM也细分为SIM0、SIM1等2个阶段。其中SIM0解决拉延成形性问题，SIM1解决翻边整形的第1次全工序模拟分析问题。3将MP2设计细分为MP2/MP3两个阶段。MP2解决2D设计、会签，MP3解决全工序回弹补偿设计。4建立新的工作流程，即在DT5之后开始第2次全工序模拟分析，开展对拉延、翻边整形的全工序模拟分析、补偿数据制作。二、汽车覆盖件的冲压成形工艺设计及质量控制通过实施本工作流程，实现了不完全依赖于某一个人的、细化分工合作、全流程协同的流程链，同时达成质量控制、周期缩短的双重目的。冲压工艺设计
22、流程三、汽车覆盖件的冲压工艺设计的质量标准冲压工艺设计的品质保证体系自工程品质保证体系对设计工作进行分解，制定分解动作的标准作业书。三、汽车覆盖件的冲压工艺设计的质量标准冲压工艺设计的品质保证体系后工程品质保证体系运用模拟分析技术验证方案的可行性。EvaluationEvaluationPass Pass DangerDangerFailureFailureSplits Wrinkles FLDimpact markSkid markEvaluation of stretchPass 评价标准评价工具评价结论三、汽车覆盖件的冲压工艺设计的质量标准下面以侧围为案例，讲述冲压工艺设计及模拟分析的细
23、节及标准。案例冲压工艺设计案例冲压工艺设计案例侧围的冲压工艺设计侧围的冲压工艺设计对冲压工艺的好坏的评价指标：1、确保实现阶段性的零件品质目标（合格）。2、获得合格的零件需要的调试轮次最少。3、实现零件的模具工序数量少、模具简单简单、成本低。4、可实现较快的生产节拍SPM。5、材料利用率高。1 23 86 57 41:A1:A柱部位柱部位 2:B2:B柱部位柱部位 3:C3:C柱部位柱部位 4:4:与顶盖搭接部位（流水槽与顶盖搭接部位（流水槽处处)5:5:尾灯部位尾灯部位 6:6:轮罩部位轮罩部位 7:7:腰线部位腰线部位 8:8:门洞圆角门洞圆角 8 8案例侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设
24、计案例1:A1:A柱部位柱部位 问题：与翼子板搭接部位R小，侧壁高差大，若按产品直接进行拉延则会产生开裂。方案：此处位置在拉延序做过拉处理。风险是该处因台阶差大，过拉时放量大，导致后工序整形时缺料开裂，必须在该处位置增加贮料筋，在整形时补充板料，整形完后产品上会留下加工硬化的痕迹。拉延工序数拉延工序数模模产品数模产品数模侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例A A柱部位产品设计方案比较柱部位产品设计方案比较 GPK1GPK1BF2BF2D423D423Z982Z982高差8mm高差8mm高差16mm高差20mm高差6mm719719R1R3.2R1.2R4.2R2高差8mm高差6.3mm高差
25、9mm531531R3.5R0.5侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例A A柱部位产品设计方案柱部位产品设计方案GPK1GPK1另外现实中上述单侧凸起的情况很多、上述情况难以计算，因此对凸台的斜面要特别注意。各种角度、凸台高度各种角度、凸台高度H H、截面、截面R R角的关系角的关系凸台高度（）对于反成形部位判断基准对于反成形部位判断基准侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例2:B2:B柱部位柱部位 问题：B柱上方拉延过程中有波纹，产品棱线R有高差起伏，上模B棱线接触下模A棱线时，因形状高差产生接触时间差，在中间较晚接触区域产生隆起，影响该处外观质量。方案：（1）此处产品设变更改。（2）
26、在附近的拉延补充增加高度合适的凸起形状，借助其反成形时的拽力，保证棱线处刚接触时能有额外的牵扯力，改善波纹或塌陷缺陷。（3）对于多料产生的波纹，通常要在拉延工序设计减少材料流入的造型，后序通过整形到达产品的要求。产品棱线产品棱线R R有高差起伏有高差起伏产品产品A A棱线棱线 产品产品B B棱线棱线 易产生表面有波纹，或滑易产生表面有波纹，或滑移移产品产品高低差大，高低差大，A A处波纹处波纹后序整形拉延强压侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例2:B2:B柱部位比较柱部位比较GPK1GPK1R33R33D423D423纵向开裂纵向开裂直线处材料流入快，圆弧侧壁材料流动直线处材料流入快，圆弧
27、侧壁材料流动慢，产生纵向裂纹。慢，产生纵向裂纹。横向开裂横向开裂凹模口凹模口R R小，材料流入不足。小，材料流入不足。侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例3:C3:C柱部位柱部位 问题：C柱三角窗部起皱。虽然产品设计了起皱吸料用的凹筋形状，但CAE模拟时仍然起皱。方案：（1）拉延补充上，该处的分模线尽量往产品靠近，拉延筋尽量加大，减少外部补偿的板料量。（2）预留方案：在不影响产品装车的情况下，再增加一条吸料筋，根据现场生产的实际情况，依据我公司的TB解析技术，现场确定筋的位置即大小。拉延拉延产品产品预留方案：预留方案：增加吸料筋位置增加吸料筋位置侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例3:
28、C3:C柱部位比柱部位比较较GPK1GPK1D423D423118118一旦该处产品设计不良，很容易导致拉延、整形都开裂、起皱等严重缺陷。而且状态很不稳定，极易产生批量质量事故。因此模拟分析如不符合，则必须优化产品设计。S15S15改善前改善后侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例3:C3:C柱部位比柱部位比较较H为保证外表面不产生凸凹R/H4三角窗部的评价基准侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例4:4:与顶盖搭接部位（流水槽处）与顶盖搭接部位（流水槽处）问题：与顶盖搭接部位存在负角，需大曲率R面拉延后再整形回产品，线长变短，整形起皱。方案：尽量减小产品修边展开所在大曲率R面的拔模角，减
29、小拉延与产品形状之间弧长差值。在产品展开修边之外设计二级台阶，加大凹模口侧壁拔模角，防止顶部产生滑移，同时也能防止冲击线进入产品范围。拉延拉延产品产品起皱波浪侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例4:4:与顶盖搭接部位（流水槽处与顶盖搭接部位（流水槽处)比比较较产品设计优化方案1、与流水槽搭接的法兰面增加吸皱的料厚浅筋。2、与流水槽搭接的法兰面增加工艺缺口，减少起皱的影响。起皱筋工艺缺侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例5:5:尾灯部位尾灯部位 尾灯部位的产品因翻边分模线较直，翻边高度可以满足较高，翻完边后产品的R也能较好的保证。若分模线带有弧度，则会因为修边与翻边的边界线长的变化而产生
30、叠料与起皱的缺陷。本产品图示角部的翻边因为产品的形状，模具结构上只能实现直翻边与斜楔翻边较短的交刀区。产品数模产品数模CAM-FLFL侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例5:5:尾灯部位比较尾灯部位比较GPK1GPK1产品数模产品数模 东风日产东风日产D423D423东风日产东风日产118118东风乘用车东风乘用车BF3BF3东风乘用车东风乘用车BF2BF2侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例5:5:尾灯部位比较尾灯部位比较GPK1GPK1产品数模产品数模 东风乘用车东风乘用车BF2BF2 外外R R与内与内R R的翻边高度均不能太高，外的翻边高度均不能太高，外R R的翻边高度过高容的
31、翻边高度过高容易产生开裂，内易产生开裂，内R R的翻边高度过高容易产生多料起皱，的翻边高度过高容易产生多料起皱，4mm4mm以内最好以内最好（R R越小高度越低）。越小高度越低）。8.36mm侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例5:5:尾灯部位翻边的设计方案尾灯部位翻边的设计方案RrH棱线r翻边R翻边高H 对照上表，一般伸长类平面翻边时，当伸长率、收缩率大于材料的延伸率（通常取15%），翻边会破裂或起皱。此时需加翻边工艺缺口或缩短翻边长度。翻边高度对照表侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例6:6:轮罩部位轮罩部位GPK1GPK1侧围轮罩部位只有修边无翻边内容，该处的修边一般来说需分侧围
32、轮罩部位只有修边无翻边内容，该处的修边一般来说需分两次来完成，考虑的是模具结构的强度和利于废料的滑落，对于两次来完成，考虑的是模具结构的强度和利于废料的滑落，对于GPK1GPK1侧围来说，因为是自动化生产，生产频次较快，那么轮罩中间侧围来说，因为是自动化生产，生产频次较快，那么轮罩中间残留的废料在制件的搬送中就容易抖动，以后的生产需根据实际情残留的废料在制件的搬送中就容易抖动，以后的生产需根据实际情况在废料区增加吸盘，防止上下抖动，影响生产。况在废料区增加吸盘，防止上下抖动，影响生产。产品数模产品数模PCPC工序数模工序数模 侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例6:6:轮罩部位比较轮罩部位
33、比较GPK1GPK1产品数模产品数模 东风日产东风日产118118、D423D423东风乘用车东风乘用车BF2BF2神龙公司神龙公司R33R33 对于有翻对于有翻边的轮罩部分，容边的轮罩部分，容易出现表面不平的易出现表面不平的现象，此时翻边高现象，此时翻边高度，翻边凸模入口度，翻边凸模入口R R值的大小会对品值的大小会对品质要求产生影响。质要求产生影响。侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例:腰线部位腰线部位腰线部位因为容易产生滑移，所以产品该位置的曲面夹角和腰线腰线部位因为容易产生滑移，所以产品该位置的曲面夹角和腰线R R应应在保证腰线清晰的情况下尽可能大，一般来说，此区域因为离边界在保证
34、腰线清晰的情况下尽可能大，一般来说，此区域因为离边界较远，所以很难在拉延补充上做改善，只能控制会产生滑移方向的较远，所以很难在拉延补充上做改善，只能控制会产生滑移方向的板料流动。通常在板料流动。通常在CAECAE模拟过程中没有滑移线的出现，模具调整到位模拟过程中没有滑移线的出现，模具调整到位均可达到品质要求。均可达到品质要求。产品数模产品数模拉延工序数拉延工序数模模侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例:腰线部位腰线部位考虑到制件的特征线在冲压方向下拉延后会产生滑移线，因此需定义特征线的最小圆角，以便控制滑移线的滑移量在圆弧内，而不会滑到A面区域，造成面品缺陷。1、滑移量15mm时，特征线设
35、定要求：R15mm2、滑移量15mm时，特征线设定要求：R实际滑移量AutoForm滑移量模拟分析侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例7:7:腰线部位比较腰线部位比较GPK1GPK1产品数模产品数模东风日产东风日产118118、D423D423东风乘用车东风乘用车BF2BF2、BF3BF3双腰线的车型，要考虑腰线顶部先接触板料。单腰线的车型，要考虑腰线R先接触板料。要确保材料向腰线两侧流动。冲压方向对腰线处的滑移也有一定的影响侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例:门洞圆角门洞圆角两门洞处共两门洞处共8 8个角。其中下侧的圆角较易开裂，因为拉延深度较深，侧个角。其中下侧的圆角较易开裂，因
36、为拉延深度较深，侧壁拔模角很小，壁拔模角很小，R R值很小。在相同的拉延深度下，侧壁夹角越小越容易值很小。在相同的拉延深度下，侧壁夹角越小越容易开裂，现场调试越难。开裂，现场调试越难。GPK1GPK1数模数模侧壁侧壁夹角夹角9090 侧壁侧壁夹角夹角9090 侧壁侧壁夹角夹角117117 ABC侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例:门洞圆角门洞圆角RH成立条件（相当于扩孔）：成立条件（相当于扩孔）：R/H2.62.R/H2.62.8 8侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例:门洞圆角门洞圆角图中A处和C处更易开裂，A处和B处最终通过调整门洞处的板料边界和拉延筋的大小基本解决开裂问题，但C
37、处必须增加拉延过拉，先修边再整形到产品，给现场调试增加难度。同时因为这些位置易开裂，所以拉延筋都比较小，侧壁高差大，材料流动较多，侧壁上冲压产生的光亮带区域较大，属侧围门洞的共性问题。A AC CB B侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例8:8:门洞圆角比较门洞圆角比较GPK1GPK1产品数模产品数模东风日产东风日产118118、D423D423东风乘用车东风乘用车BF2BF2侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例8:8:门洞圆角比较门洞圆角比较GPK1GPK1产品数模产品数模在进行门洞的工艺补充时，既要考虑能拉延，又要考虑整形工序的可行性。防止出现拉延方案可行，但整形开裂的情况。对侧围
38、类的容易起皱和开裂的复杂成型部品，MP设计要有足够的成形安全裕度。实际冲压生产时影响因素很多，如压边力，材料参数，模具洁净程度等。在神龙现场观察到，侧围模具冲压的前几件都是开裂的废品，这对顾客来说也是一种浪费。东风乘用车东风乘用车BF2BF2侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例材料厚度应变的安全裕度 主机厂在批量生产前对板料和拉延工艺方案进行验证。测试板料的质量稳定性、模具对压机参数、板料参数的敏感性，确保有适当的适应性，避免出现大批量质量缺陷。侧围冲压工艺设计案例侧围冲压工艺设计案例案例冲压工艺设计案例冲压工艺设计案例侧围的冲压模拟分析侧围的冲压模拟分析加工硬化指数（加工硬化指数（n n
39、值）值）评价板料伸长类成形性能的参数。n值大，拉伸失稳时极限应变大。厚向异性系数厚向异性系数RmRm板料与轧制方向成0，45，90的平均值。覆盖件成形是拉深与胀形复合成形，当拉深变形占主导地位时，板料r值大，成形性能好。冲压模拟分析的输入参数冲压模拟分析的输入参数AutoFormAutoForm冲压模拟分析冲压模拟分析冲压方向的设冲压方向的设定定AutoFormAutoForm冲压模拟分析冲压模拟分析摩擦系数的设摩擦系数的设定定AutoFormAutoForm冲压模拟分析冲压模拟分析成形极限图安全区绿色区破裂区红色区临界区黄色区蓝色区易叠料紫色区材料变厚成形极限准则的设定成形极限准则的设定Au
40、toFormAutoForm冲压模拟分析冲压模拟分析AutoFormAutoForm冲压模拟分析冲压模拟分析AutoFormAutoForm模拟分析评价基准模拟分析评价基准V1：不能接受的缺陷。V2：必须提出对策的缺陷。V3：轻微的缺陷，在后期模具制作或冲压生产中可以消除、对策（打磨、抛光）或接受的缺陷。AutoFormAutoForm冲压模拟分析冲压模拟分析AutoFormAutoForm冲压模拟分析冲压模拟分析产品在CAE模拟过程中，滑移线和冲击线虽然不可避免，但我们应尽量将其调整到非暴露表面，这样客户才能接受。AutoFormAutoForm冲压模拟分析冲压模拟分析通常情况下材料减薄率在
41、20%左右是可以被客户接受的。当减薄率高于20%时我们还要根据板料CAE模拟的其他参数综合考虑发生零件破裂的可能性。AutoFormAutoForm冲压模拟分析冲压模拟分析塑性破裂区塑性破裂区过渡变薄区过渡变薄区破裂临界区破裂临界区安全成形区安全成形区拉伸不足区拉伸不足区材料增厚区材料增厚区压应力起始区压应力起始区主主应应变变AutoFormAutoForm冲压模拟分析冲压模拟分析AutoFormAutoForm冲压模拟分析冲压模拟分析案例冲压工艺设计案例冲压工艺设计案例侧围的模具结构设计侧围的模具结构设计侧围侧围OP10OP10拉延模具构造拉延模具构造侧围侧围OP10OP10拉延模具构造拉延
42、模具构造特殊注意事项1、门洞中小压料圈的压力源用托杆（不建议），可能存在门洞压力不足或过甚的问题，或者内外压料力不好调整的问题。用氮缸（优选），则要考虑串联、或者必须用可充气的氮缸、预留12个位置。2、B柱上方波纹的质量缺陷侧围B柱上方在冲压模拟分析时经常容易产生波纹的质量缺陷，调试比较难以解决。要求凹模里设计强压整形块，解决拉延成形调试时该处有波纹的质量缺陷。3、挠度问题（GPK1）终验收反馈拉延模挠度异常，导致拉延到底的力超出压机的能力。B柱上方强压整形块强压整形块考虑按照图示方法固定安装，这对于现场调整强压量比较方便。侧围侧围OP20OP20模具构造模具构造特殊注意事项1、门洞修边整形工
43、艺修边整形复合，局部没有压料，修边处卡料。在卡料处设置整形筋，使修边后工序件收缩而不卡修边镶块。2、门洞修边整形构造修边整形的构造如图。为防止修边镶块卡废料，设置了弹顶销。3、铸造空冷钢的重量限制下模凸模座通常是整体的，但重量受铸造厂家能力的限制，一般情况下不要超过3吨。否则要咨询采购、厂家。门洞修边整形构造-剖面门洞修边整形构造-下模门洞修边整形构造-上模修边镶块弹顶销整形镶块侧围侧围OP20OP20模具构造模具构造特殊注意事项4、上模PAD的高度限位考虑外覆盖件冲压质量的对策。PAD受的氮缸压料力、导板间隙、压机运动、板料脏物等因素的影响，为保证PAD的压料间隙的均匀、可靠性，减少对工序件
44、的撞击，在PAD上设置了数量不等的高度限位面。侧围后工序模具上模PAD构造下模PAD限高器（K1380）侧围侧围OP30OP30模具构造模具构造特殊注意事项1、侧整形的压料构造虽然在PAD上设置了氮缸压料，但在侧围的与顶盖搭界的部位整形时，容易出现压料力不足导致整形缺陷。一般都采取正压+侧压的构造。PADPAD构造基准构造基准整形处的正压+侧压的构造PAD构造示意图侧围侧围OP30OP30模具构造模具构造特殊注意事项2、吊楔侧冲孔的标准CAM的设计注意侧面冲孔的凹模孔是否好加工，最好分出安装座。吊楔CAM必须选择驱动面是V形的类型。冲压方向必须符合0510度数的要求（标准CAM要求）冲压方向必
45、须符合数控加工的A、C角度的要求。一般情况下的标准CAM的安装（优选）特殊情况下的标准CAM的安装如果MP定义的冲压方向不满足A角为5度的倍数等情况，可以考虑将标准CAM的安装座面做倾斜设计，确保MP规定的冲压方向。侧围侧围OP40OP40模具构造模具构造侧围侧围OP40OP40模具构造模具构造整形处侧压的构造整形处侧压的构造基准侧围侧围OP40OP40模具构造模具构造多种驱动方式实现CAM构造侧围侧围OP40OP40模具构造模具构造用汽缸驱动CAM的，一定要设置快速排气阀，防止冲压速度快、汽缸推动CAM响应慢，影响冲压节拍。不同的CAM的动作时机可能不同，要设置不同的进出气接头。汽缸驱动+驱
46、动导板驱动的情况下，需要用活动CAM的形状定位工序件时（如：FDR的CAM整形工序），汽缸要先到位工作，驱动导板则后到位。特殊注意事项快速排气阀（K87D0）侧围侧围OP40OP40模具构造模具构造驱动导板驱动CAM的情况下，需要用活动CAM的形状定位工序件时，可设计分体的定位盖板，起到零件定位作用。分体的定位盖板上模PAD吊楔整形+修边结构通常在侧围门洞中采用直整形+修边的复合结构。本处为减少工序，采取吊楔整形+修边的复合结构。为防止整形起皱，增加了夹持板料的镶块（黄色块），防止整形时材料随意流动。注意这种结构经常在侧围的A柱上方的整形工艺中出现。吊楔整形+修边工艺图整形块修边块夹持块吊楔修
47、边结构结构特点：1、同向吊楔修边分两个吊楔实现。2、长度减半，加工方便；3、超长滑块的缺点：中间受力不好，驱动不一致，运动时容易出现蛇行状，造成侧导板剧烈磨损。类似的两个相邻的吊楔，在日产和其它项目中出现过如下特殊情况：1、滑块滑动面平齐（角度相同）2、滑块驱动面（冲压方向）相差510度角度的情况。这种情况适合于B柱上方的两侧的吊楔修边，如在同一工序修边，两侧存在510度角度差异。同样适合于同一工序吊楔修边+冲孔，修边与冲孔存在510度角度差异的情况。四、汽车覆盖件的冲压成形缺陷的难题1992199620002004200220062014图板设计2DCAD设计3DCAD设计CAE技术导入10
48、0%3D设计装配式3D设计全工序CAE分析东风模冲的产品设计技术发展的关键里程碑在2D设计年代，产品实现的关键依赖经验的高技术人才、高技能调试人才。在3D设计年代，逐步淘汰了模型工。一些5060年代的技术人才也开始被淘汰或退休。在后3D设计年代，随着虚拟技术的导入，对高技能调试人员的依赖也将不再。今后技术的高点将是前期技术质量策划、虚拟验证调试。车间的调试工作将完全变成简单的工序工作（冲压工）。随着新技术的导入，能解决的问题越来越多。产品质量也随之改善。2D3D后3D工序缺陷类别预测和解决办法拉延开裂（颈缩）运用AUTOFORM模拟分析预测和解决起皱运用AUTOFORM模拟分析预测和解决刚性不
49、足难以预测、难以解决冲击线运用AUTOFORM模拟分析预测和解决滑移线运用AUTOFORM模拟分析预测和解决凹陷难以预测、难以解决拉毛难以预测、难以解决但这并不意味着产品设计的工作变轻松。因为顾客的技术要求、标准越来越高。下面是现在模具行业面临的难题。四、汽车覆盖件的冲压成形缺陷的难题刚性不足局部凹陷表面拉毛刚性不足：刚性不足，可能造成零件表面容易受冲击凹陷、行走时异响、焊点或涂胶点脱开。主机厂验收时会加载3公斤的力来检测零件是否有很大的变形。如果变形超差，可能的对策是：1、判定拉延方案失败，需要重新加工调试拉延模，增加材料的延伸率。这造成的损失将是很大的。2、一旦拉延模无法更改，则还有可能更
50、改材料厚度或更改产品结果，在刚性不足的区域贴增强的软性材料(相当于增加材料厚度)。典型的容易出现刚性不足的零件：凹陷：受产品设计方案和工艺方案的影响，外表件的凹陷先天难以解决。凹陷的主要原因是材料弹性回复，造成局部产品造型没有实现。如果缺陷超差，可能的对策是：1、判定拉延方案失败，需要重新加工调试拉延模，实施局部的凹陷修正。这造成的损失将是很大的。2、一旦拉延模无法更改，则默认接受产品缺陷。典型的容易出现凹陷缺陷的零件（次应变图：次应变 0的区域容易凹陷）：拉毛：受产品深度、工艺方案、模具材料、板料、模具洁净度、生产节拍等多方面的影响，模具使用一段时间后，容易出现零件表面和模具表面拉毛现象。拉
