中國汽車沖壓行業(yè)的同步工程研討(講義)

1、1 中國中國汽車沖壓行業(yè)的同步汽車沖壓行業(yè)的同步工程研討工程研討 吳吳 錦錦 2 目目 錄錄 第一部分第一部分 引言引言 第二部分第二部分 同步同步工程的工程的目的目的 第三部分第三部分 當(dāng)前當(dāng)前存在的存在的問題問題 第四部分第四部分 沖壓沖壓SESE工作內(nèi)容工作內(nèi)容 4.1、標(biāo)桿車分析 4.2、造型/斷面分析 4.3、工藝方案初步規(guī)劃 3 4.4、產(chǎn)品工藝性審查 4.5、成形仿真分析 4.6、材料利用率提升方案策劃 4.7、工藝設(shè)計(jì) 4.8、質(zhì)量控制策劃 4.9、SE結(jié)果驗(yàn)證 第五部分第五部分 成形成形仿真專題研討仿真專題研討 第六部分第六部分 工藝工藝設(shè)計(jì)專題研討設(shè)計(jì)專題研討 第七部分第七

2、部分 回彈控制專題回彈控制專題研討研討 4 世界級汽車主機(jī)廠應(yīng)具備的條件世界級汽車主機(jī)廠應(yīng)具備的條件 產(chǎn)品定位能夠與國際知名汽車公司相匹敵； 具備低成本、高效率、高質(zhì)量的產(chǎn)品開發(fā)優(yōu)勢； 擁有全球市場競爭實(shí)力，不能局限于國內(nèi)乃至個(gè)別區(qū)域。 一、引言一、引言 5 世界級模具制造水平應(yīng)具備的條件世界級模具制造水平應(yīng)具備的條件 最低的模具制造成本、最短的模具開發(fā)周期； 最穩(wěn)健經(jīng)濟(jì)的沖壓生產(chǎn)工藝； 精益的工藝型面設(shè)計(jì)； 最合理的鈑金材料利用率； 成熟的沖壓件精度控制策略； 輕量化的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 高精度數(shù)控編程及加工技術(shù)； 以技術(shù)為主導(dǎo)的短周期模具調(diào)試； 較高的產(chǎn)品沖壓效率 (SPM) 6 達(dá)到世界級模

3、具制造水平的途徑達(dá)到世界級模具制造水平的途徑 建立以知識庫為基礎(chǔ)的的工藝控制和數(shù)據(jù)跟蹤管理系統(tǒng) 采用以技術(shù)為主導(dǎo)的模具開發(fā)制造模式 世界級世界級產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的的水平水平 產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)模與工藝設(shè)計(jì)能夠同時(shí)凍結(jié) 途徑：實(shí)施行之有效的制造工藝同步工程 7 二、二、同步工程同步工程的目的的目的 近年來，同步工程（SE工程）的理念已逐步被我國主機(jī)廠接納并 深入推廣。制造工藝的同步工程就是將工藝設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)并行開 發(fā)，在產(chǎn)品數(shù)模凍結(jié)之前挖掘產(chǎn)品和工藝存在的問題并及時(shí)整改， 以減少后期由于設(shè)計(jì)變更而造成的成本浪費(fèi)。 通過同步工程發(fā)現(xiàn) 問題的曲線 概念報(bào)告產(chǎn)品設(shè)計(jì)S階段TTO1 PP2 PP量產(chǎn) 一般的開

4、發(fā)方式下發(fā) 現(xiàn)問題的曲線 8 工藝設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)并行開發(fā)，有效縮短工裝開發(fā)周期 確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可制造性，保證沖壓零件首次提樣的項(xiàng)目節(jié)點(diǎn) 減少樣車試制期間的產(chǎn)品設(shè)變，節(jié)省工裝整改費(fèi)用 優(yōu)化產(chǎn)品分塊及板料排樣，提高材料利用率，降低采購成本 合理規(guī)劃沖壓工序，確保生產(chǎn)穩(wěn)健性，提高設(shè)備利用率 同步同步工程的實(shí)施目的工程的實(shí)施目的 9 制造工藝的同步工程工作在我國主機(jī)廠只能夠?qū)崿F(xiàn)局部意義上的 同步，有待于持續(xù)改善，向全方位與產(chǎn)品開發(fā)同步的目標(biāo)努力。目前 我國主機(jī)廠同步工程和工藝設(shè)計(jì)往往并非由同一技術(shù)團(tuán)隊(duì)完成，二者 設(shè)計(jì)水平和理念上的差異導(dǎo)致雙方技術(shù)銜接相當(dāng)困難，最終造成原本 已經(jīng)設(shè)計(jì)凍結(jié)的產(chǎn)品數(shù)模在工裝

5、開發(fā)的初期（即工裝開發(fā)商的工藝設(shè) 計(jì)階段）還要重新遭遇一輪設(shè)計(jì)變更，極大影響了項(xiàng)目進(jìn)度。 三、三、當(dāng)前當(dāng)前存在的問題存在的問題 我國主機(jī)廠對同步工程的開展通常經(jīng)歷“項(xiàng)目外委合作”、“內(nèi)部 消化吸收”和“項(xiàng)目獨(dú)自承擔(dān)”三個(gè)階段。 10 同步同步工程團(tuán)隊(duì)的技術(shù)水平還有待工程團(tuán)隊(duì)的技術(shù)水平還有待提高提高，否則無法讓，否則無法讓產(chǎn)品產(chǎn)品設(shè)計(jì)部設(shè)計(jì)部 門信服并積極配合；門信服并積極配合； 產(chǎn)品產(chǎn)品數(shù)數(shù)模發(fā)放模發(fā)放計(jì)劃通常很難計(jì)劃通常很難嚴(yán)守，導(dǎo)致工藝同步工作倉促、效嚴(yán)守，導(dǎo)致工藝同步工作倉促、效 果不佳；有時(shí)產(chǎn)品果不佳；有時(shí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門對工藝性審查設(shè)計(jì)部門對工藝性審查意見的整改也存在反意見的整改也存在反

6、 饋不及時(shí)的現(xiàn)象。饋不及時(shí)的現(xiàn)象。 同步同步工程團(tuán)隊(duì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程團(tuán)隊(duì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門協(xié)作通常存在的問題部門協(xié)作通常存在的問題 工藝設(shè)計(jì)依賴于工裝開發(fā)商，但開發(fā)商難以早期確定，造成工藝設(shè)計(jì)依賴于工裝開發(fā)商，但開發(fā)商難以早期確定，造成工工 藝藝設(shè)計(jì)啟動時(shí)間的嚴(yán)重設(shè)計(jì)啟動時(shí)間的嚴(yán)重滯后以及雙方滯后以及雙方設(shè)計(jì)理念上的溝通過設(shè)計(jì)理念上的溝通過遲遲; ; 同步同步工程的輸出與后期的工裝開發(fā)工程的輸出與后期的工裝開發(fā)脫節(jié)脫節(jié): : 同步工程團(tuán)隊(duì)同步工程團(tuán)隊(duì)( (如咨詢?nèi)缱稍?公司公司) )一旦沒有能力或權(quán)力評審一旦沒有能力或權(quán)力評審和指導(dǎo)工裝和指導(dǎo)工裝開發(fā)的開發(fā)的設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)，其建議建議 往往往往不被工裝

7、開發(fā)商接受，導(dǎo)致同步工程的不被工裝開發(fā)商接受，導(dǎo)致同步工程的實(shí)施實(shí)施效果大打折扣效果大打折扣。 同步同步工程團(tuán)隊(duì)與工裝工程團(tuán)隊(duì)與工裝開發(fā)單位協(xié)作通常存在的問題開發(fā)單位協(xié)作通常存在的問題 11 四、沖壓四、沖壓SE的工作內(nèi)容的工作內(nèi)容 沖壓SE的工作內(nèi)容主要包括標(biāo)桿車分析、造型/斷面分析、工藝規(guī)劃、工藝性 審查、成形仿真分析、材料利用率提升策劃、工藝設(shè)計(jì)以及質(zhì)量控制策劃和實(shí)施 驗(yàn)證工作。 12 產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段 工藝設(shè)計(jì)階段工藝設(shè)計(jì)階段 工裝開發(fā)階段工裝開發(fā)階段試制驗(yàn)證階段試制驗(yàn)證階段 明確技術(shù)要求和驗(yàn)明確技術(shù)要求和驗(yàn) 收標(biāo)準(zhǔn)，建立過程收標(biāo)準(zhǔn)，建立過程 跟蹤控制規(guī)范跟蹤控制規(guī)范 嚴(yán)格管控

8、產(chǎn)品工藝嚴(yán)格管控產(chǎn)品工藝 性審查性審查 學(xué)習(xí)參考類似車學(xué)習(xí)參考類似車 型成熟型成熟工藝，降低工藝，降低 工裝開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)工裝開發(fā)風(fēng)險(xiǎn) 統(tǒng)一模、夾、檢統(tǒng)一模、夾、檢 定位基準(zhǔn)，以保證定位基準(zhǔn)，以保證 白車身精度要求白車身精度要求 依據(jù)制造依據(jù)制造過程質(zhì)量過程質(zhì)量 控制策略，控制策略，嚴(yán)控嚴(yán)控精精 度度檢測控制要素檢測控制要素 13 工作項(xiàng)目工作項(xiàng)目序號序號工作內(nèi)容工作內(nèi)容 標(biāo)桿車分析 1標(biāo)桿車型的調(diào)查、評價(jià)以及不良問題收集 2工藝性難點(diǎn)匯總、質(zhì)量提升策劃、新技術(shù)新工藝研究 3鈑金件品質(zhì)檢查及沖壓工藝性研究 4材料利用率初步分析 5沖壓生產(chǎn)能力評估 4 4.1 .1 標(biāo)桿標(biāo)桿車分析車分析 14 （1）

9、激光拼焊板的沖壓成形技術(shù)； （2）先進(jìn)高強(qiáng)鋼板材的冷沖壓工藝； （3）硼鋼板材的熱沖壓工藝； （4）鋁合金板材的沖壓成形技術(shù)； （5）復(fù)合鋼板的沖壓成形技術(shù)； （6）內(nèi)高壓脹形技術(shù)； （7）滾壓成形技術(shù)； （8）滾輪包邊技術(shù)。 新技術(shù)新技術(shù)新工藝研究新工藝研究 15 （1 1 ）激光）激光拼焊板的沖壓成形技術(shù)拼焊板的沖壓成形技術(shù) 激光拼焊板沖壓成形技術(shù)是車身輕量化的先進(jìn)制造技術(shù)之一。西方汽車發(fā)達(dá) 國家已成功地將該技術(shù)應(yīng)用于內(nèi)覆蓋件和骨架件等車身零件（見圖中所示）的13 種零件的沖壓生產(chǎn)中。 16 （2 2 ）先進(jìn)）先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板材的冷沖壓工藝高強(qiáng)度鋼板材的冷沖壓工藝 根據(jù)材料強(qiáng)化機(jī)理的不同，高

10、強(qiáng)度鋼可分為普通高強(qiáng)度鋼和先進(jìn) 高強(qiáng)度鋼(AHSS)，其中先進(jìn)高強(qiáng)度鋼主要包括雙相(DP)鋼、復(fù)相 (CP)鋼、相變誘導(dǎo)塑性(TRIP)鋼和馬氏體(M)鋼等。雙相(DP)鋼和相 變誘導(dǎo)塑性(TRIP)鋼通常采用冷沖壓工藝實(shí)現(xiàn)車身輕量化。 1）先進(jìn)高強(qiáng)度鋼的優(yōu)點(diǎn) 減重 提高碰撞安全性能 降低車身制造成本 提高車身疲勞強(qiáng)度 17 2）技術(shù)難點(diǎn)：沖壓回彈造成沖壓件的尺寸精度嚴(yán)重超差 和普通高強(qiáng)度鋼相比，先進(jìn)高強(qiáng)度鋼在沖壓過程中不僅會造成較 大的彎曲回彈和扭曲變形，而且還會產(chǎn)生嚴(yán)重的側(cè)壁卷曲(sidewall curl)，這將嚴(yán)重影響沖壓件的形狀尺寸精度和整車裝配。 雙相鋼和普通高強(qiáng)度鋼沖壓件的回彈差

11、異 雙相鋼DP600普通高強(qiáng)度鋼 側(cè)壁卷曲側(cè)壁卷曲 18 AHSS/UHSS的大量應(yīng)用是汽車工業(yè)的發(fā)展趨勢。 回彈問題是AHSS/UHSS冷沖壓面臨的主要技術(shù)障礙。 國外汽車公司已經(jīng)成功地將回彈控制技術(shù)應(yīng)用于車身制造中。 AHSS/UHSS冷沖壓面臨的挑戰(zhàn) 19 （3 3 ）硼鋼）硼鋼板材的熱沖壓工藝板材的熱沖壓工藝 熱沖壓過程中硼鋼材料首先在加熱爐里溫度升至900C，然后送入配備冷卻 系統(tǒng)的模具中進(jìn)行沖壓成形并同時(shí)在模具中迅速冷卻，從而使材料晶相由奧氏體 完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，屈服強(qiáng)度由最初的320MPa升高至1150MPa以上。 熱沖壓工藝主要應(yīng)用于車身的結(jié)構(gòu)安全件，如保險(xiǎn)杠車門防撞梁，A柱加

12、強(qiáng) 板和B柱加強(qiáng)板。 20 國內(nèi)合資工廠熱沖壓工藝的應(yīng)用 21 22 （4 4 ）鋁合金）鋁合金板材的沖壓成形技術(shù)板材的沖壓成形技術(shù) 國外轎車已成功地將鋁合金板材運(yùn)用在開閉件和翼子板上實(shí) 現(xiàn)車身輕量化。 除冷沖壓成形以外，國外還采用溫?zé)岢尚渭夹g(shù)（即把板料放 在模具中加熱至300C400C，然后低壓成形并在模具中冷卻） 以提高鋁合金板材在沖壓過程中的可成形性。 23 （5 5） 復(fù)合鋼板的沖壓成形技術(shù)復(fù)合鋼板的沖壓成形技術(shù) 復(fù)合鋼板用于國外高檔轎車的個(gè)別鈑金件，主要起到降低噪聲的作用。 鍍鋅層 鋼板層 粘合層 鋼板層 鍍鋅層 （6 6） 內(nèi)高壓脹形技術(shù)內(nèi)高壓脹形技術(shù) 內(nèi)高壓脹形技術(shù)是通過液體介質(zhì)

13、產(chǎn)生管內(nèi)高壓， 一次性脹形加工出幾何形狀復(fù)雜的零件，該工藝保證 了零部件結(jié)構(gòu)的整體性，可取代傳統(tǒng)的沖壓件焊裝組 件工藝。典型應(yīng)用實(shí)例為發(fā)動機(jī)托架，支架結(jié)構(gòu)和梁 類件。 24 （7 7） 滾壓成形技術(shù)滾壓成形技術(shù) 滾壓成形技術(shù)是通過一系列滾輪對板料逐步進(jìn)行圓角壓形，最終滾壓出等截面 的工件，主要用于梁類零件如保險(xiǎn)杠橫梁，側(cè)碰防撞梁。 25 （8 8）滾輪）滾輪包邊技術(shù)包邊技術(shù) 滾輪包邊技術(shù)是通過機(jī)械手運(yùn)用滾輪壓邊完成開閉件的包邊，可替代傳統(tǒng) 的沖壓包邊工藝。與沖壓包邊相比，滾輪包邊可節(jié)省一副包邊上模。 滾輪 26 工作項(xiàng)目工作項(xiàng)目序號序號工作內(nèi)容工作內(nèi)容 造型分析 1外板結(jié)構(gòu)分型線評審確認(rèn) 2外

14、板沖壓可行性評價(jià) 3外板表面質(zhì)量確認(rèn)（斑馬線審查） 斷面分析 4基于主斷面的沖壓成形性評價(jià) 5零件形狀簡化分析 6對外觀圓角的評價(jià)與確認(rèn) 4 4.2 .2 造型造型/ /斷面分析斷面分析 27 造型造型分析：外板分析：外板結(jié)構(gòu)分型線評審結(jié)構(gòu)分型線評審確認(rèn)確認(rèn) 翼翼 子子 板板 行行 李李 箱箱 蓋蓋 28 斷面分析斷面分析 零件較深，建議盡 可能放大底部圓角。 該處為外觀小圓角， 后期工藝設(shè)計(jì)時(shí)需要 采用“過拉延”工藝。 29 工作項(xiàng)目工作項(xiàng)目序號序號工作內(nèi)容工作內(nèi)容 工藝方案初步規(guī)劃 1零件優(yōu)先級分類 2模具工序開發(fā)清單 3模具生產(chǎn)布線方案 4沖壓工位間輸送方式確定 5模具開發(fā)費(fèi)用預(yù)算 6零

15、件檢具開發(fā)清單 7零件檢具開發(fā)費(fèi)用預(yù)算 4 4.3 .3 工藝工藝方案初步方案初步規(guī)劃規(guī)劃 30 沖壓件沖壓件優(yōu)先級優(yōu)先級分類原則分類原則 1) 模具自制且零件由生產(chǎn)基地自行生產(chǎn)： 大中型覆蓋件、關(guān)重結(jié)構(gòu)件 2）模具自制但外委由供應(yīng)商沖壓供貨： 中小型易于運(yùn)輸?shù)年P(guān)重結(jié)構(gòu)件 3）零件采購（模具由供貨商制作）： 采購成本低的中小型普通結(jié)構(gòu)件 31 為了有效控制工裝開發(fā)成本、制定經(jīng)濟(jì)的工藝方案，國外 知名汽車企業(yè)均編制精益制造的沖壓工藝方案模板供沖壓技術(shù) 人員遵循。我國主機(jī)廠有必要建立“精益制造的沖壓工藝方案 模板”，并納入“企業(yè)知識庫”。 32 工作項(xiàng)目工作項(xiàng)目序號序號工作內(nèi)容工作內(nèi)容 產(chǎn)品工藝性

16、審查 1GD&T可制造性評審 2沖壓方向選擇 3拔模角和負(fù)角檢查 4小圓角檢查 5孔位可制造性檢查 6修邊條件檢查 7翻邊/整形缺陷檢查 8部件形狀的簡單化、部件的通用化分析及評價(jià) 9可能起皺、開裂部位的預(yù)測及預(yù)防措施 10尺寸精度可能超差部位預(yù)測及預(yù)防措施 11外板起伏、光順性、剛性的評審及確認(rèn) 4 4.4 .4 產(chǎn)品產(chǎn)品工藝性審查工藝性審查 33 產(chǎn)品產(chǎn)品工藝審查的工藝審查的現(xiàn)狀現(xiàn)狀 1）我國汽車產(chǎn)品的CAD設(shè)計(jì)僅有十幾年的歷史，CAD設(shè)計(jì)人員多為 年輕工程師，缺乏系統(tǒng)的工藝知識培訓(xùn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)很難主動地兼顧產(chǎn) 品結(jié)構(gòu)的制造工藝性。 2）從事產(chǎn)品工藝審查的沖壓技術(shù)人員忙于編制設(shè)計(jì)變更需求表

17、(ECR)， 無暇將共性問題與特殊問題加以區(qū)分對待，忽視了對重點(diǎn)問題的及時(shí)關(guān) 注和解決。 3）沖壓技術(shù)人員業(yè)務(wù)水平參差不齊，以工藝經(jīng)驗(yàn)為主的工作模式無 法保證工藝審查工作的實(shí)際效果。 34 產(chǎn)品產(chǎn)品工藝審查的工作建議工藝審查的工作建議 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)積累針對共性問題編制沖壓工藝對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需 求指南， 并納入“企業(yè)知識庫”，以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量和工作效率。 1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員學(xué)習(xí)掌握設(shè)計(jì)需求指南，并在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后進(jìn) 行自檢，在工藝版數(shù)模發(fā)放前自行避免共性問題的發(fā)生。 2）沖壓技術(shù)人員集中精力解決疑難結(jié)構(gòu)問題，確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工 藝可行性。 35 GD&TGD&T可制造性可制造性評審評審 1）保證主副

18、定位孔有足夠的相對距離， 且可在同一工序沖孔完成； 2）夾持點(diǎn)數(shù)量合理且能夠消除沖壓件的自身柔性； 3）公差要求合理，已考慮到裝配需求且制造成本可控。 36 案例 1：關(guān)注貼合面的匹配，同時(shí)避免匹配件的圓角干涉 案例 2：合理定義過孔孔徑，消除遮孔現(xiàn)象 案例 3：合理定義搭界面尺寸，保證焊接需求 37 拔模角和拔模角和負(fù)角檢查負(fù)角檢查 案例 ： 縱梁前后段為高強(qiáng)度鋼板（B340LA，T=2mm）， 縱梁前、后段原數(shù)模的拔模角度為單邊1 1O O ，工藝型面基本無回 彈補(bǔ)償空間?，F(xiàn)調(diào)整為單邊5 5O O，不僅增加了工藝型面的回彈補(bǔ)償 空間，并且極大地降低了模具在拉延過程中的磨損。 38 小圓角檢

19、查小圓角檢查 1）為保證沖壓量產(chǎn)的穩(wěn)定性（產(chǎn)品成品率），產(chǎn)品圓角在不影 響產(chǎn)品功能和裝配干涉的情況下盡量采用大圓角，建議拉延部 位的內(nèi)圓角半徑最小不要小于6mm。 2）多面相交的圓角處理采用“三通”式球頭。 3）若外覆蓋件造型需要小圓角特征，則應(yīng)當(dāng)借助工藝途徑解 決其開裂問題。 39 孔位可制造性檢查孔位可制造性檢查 側(cè)壁角度過大，無法“正沖”該處小孔。 建議小孔處的平面坡度小于10O 為保證沖孔質(zhì)量，沖孔位置應(yīng)避免與棱線圓角過近或位于 棱線圓角處。建議孔邊與圓角切線的距離至少保證5mm。 40 修修邊條件邊條件檢查檢查 缺口開在棱線處且寬度 僅3.5mm，無法保證修 邊刃口強(qiáng)度 建議：在平面

20、處修邊， 缺口寬度保證10mm 按圖示紅線修正邊界，保 證廢料滑出通暢 41 翻邊翻邊/ /整形缺陷整形缺陷檢查檢查 為避免翻邊疊料，建議采用“寬度15mm 以上，翻邊高度僅為3mm”的工藝缺口 為避免翻邊開裂，建議采用工藝缺口 42 工作項(xiàng)目工作項(xiàng)目序號序號工作內(nèi)容工作內(nèi)容 成形仿真分析 1開裂部位預(yù)測 2起皺預(yù)測 3外板表面質(zhì)量檢查 4回彈預(yù)測并提出控制策略 5壓邊圈壓力和沖壓噸位估算 6毛坯和落料尺寸估算 4 4.5 .5 成形成形仿真分析仿真分析 43 當(dāng)前以數(shù)值模擬為中心的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在沖壓領(lǐng)域迅速發(fā)展 并走向?qū)嵱没?，使汽車沖壓技術(shù)真正進(jìn)入了可分析階段，傳統(tǒng)的板 料成形技術(shù)開始從經(jīng)

21、驗(yàn)走向科學(xué)化。 與國外成熟的沖壓仿真技術(shù)相比，我國的沖壓CAE分析尚未形 成規(guī)范化的技術(shù)體系，沒有建立一個(gè)統(tǒng)一的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對分析結(jié)果 的評價(jià)也存在諸多的人為因素。 44 材料性能的波動對沖壓成形仿真計(jì)算以及評 價(jià)結(jié)果會產(chǎn)生很大的影響。我國現(xiàn)行沖壓仿真采 用的材料參數(shù)通常以材料參數(shù)的平均值作參考。 但是如果技術(shù)人員不了解材料性能波動的程 度，就無法選取適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來 確保生產(chǎn)中的成品合格率。 材料參數(shù)材料參數(shù) 與國外不同，我國的鋼鐵企業(yè)目前僅提供材料性能的波動范圍， 尚未公開材料性能的正態(tài)分布信息，為成形仿真的精度保證帶來相當(dāng) 大的難度。 45 沖壓沖壓仿真仿真參數(shù)參數(shù) 仿真軟件的

22、選用； 工藝型面和板料的有限單元網(wǎng)格劃分； 有限單元（膜單元和殼單元等）的類型選取和積分點(diǎn)的確定； 單元網(wǎng)格自適應(yīng)性劃分的參數(shù)設(shè)置； 模具型面在沖壓過程中的運(yùn)動關(guān)系和參數(shù)設(shè)定； 壓邊力和成形噸位的預(yù)測方法； 板料形狀尺寸的優(yōu)化方法。 除保證材料性能參數(shù)的輸入精度，沖壓仿真的其它參數(shù)也需要在 準(zhǔn)確性和正確性上深入研究，從而逐漸形成企業(yè)規(guī)范，主要包括： 46 仿真結(jié)果評價(jià)仿真結(jié)果評價(jià) 通常一個(gè)完整的仿真報(bào)告需包含以下幾個(gè)內(nèi)容： 1、成形過程評價(jià)； 2、開裂缺陷評價(jià)； 3、起皺/疊料缺陷評價(jià)； 4、外板剛性評價(jià)； 5、外板沖擊線/滑移線評價(jià)； 6、材料流入量預(yù)測； 7、運(yùn)動行程、壓邊力、成形噸位、板

23、料牌號和形狀尺寸。 47 回彈回彈預(yù)測及模面預(yù)測及模面補(bǔ)償補(bǔ)償 回彈預(yù)測及模面補(bǔ)償技術(shù)是控制板材沖壓回彈的核心技術(shù)，在 國外沖壓行業(yè)已得到成熟應(yīng)用。 回彈預(yù)測的精度主要取決于用戶對軟件的應(yīng)用程度、精確的材 料仿真模型、合理的有限元單元選擇和精確的接觸算法。事實(shí)證明， 對這些因素的綜合考慮能夠使得回彈預(yù)測與實(shí)測結(jié)果比較吻合。 48 回彈預(yù)測實(shí)例：如圖顯示了NUMISHEET 02翼子板的回彈仿真預(yù)測與實(shí)測結(jié) 果對比的實(shí)例。虛線的截面線表明仿真預(yù)測得到的截面形狀，實(shí)線代表實(shí) 際回彈狀態(tài)。二者的吻合充分表明了回彈預(yù)測技術(shù)的準(zhǔn)確性和有效性。 49 實(shí)測結(jié)果實(shí)測結(jié)果 仿真預(yù)測仿真預(yù)測 單位單位: mm

24、：翼子板拉延工序板料流入后的板料邊界仿真預(yù)測與實(shí)測結(jié)果對比：翼子板拉延工序板料流入后的板料邊界仿真預(yù)測與實(shí)測結(jié)果對比 50 回彈補(bǔ)償技術(shù)的工作流程 51 工作項(xiàng)目工作項(xiàng)目序號序號工作內(nèi)容工作內(nèi)容 材料利用率提升方案策劃 1產(chǎn)品分塊及板料排樣分析 2廢料回收利用方案確定 4 4.6 .6 材料材料利用率提升方案策劃利用率提升方案策劃 52 產(chǎn)品產(chǎn)品分塊分塊 原側(cè)圍工藝至少需要5道工序才能完成，工藝難度大、模 具開發(fā)成本高、材料利用率低且品質(zhì)難以保證。 通過對側(cè)圍結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，將其重新分塊，僅需4道工序就 能完成。不僅降低了模具開發(fā)成本和工藝難度，且提高了材料 利用率，沖壓件質(zhì)量也得到了保證。 53

25、 板板料排料排樣樣 1）未排樣優(yōu)化的材料利用率為31% 2）排樣后優(yōu)化的材料利用率為42%，提高了11% 54 廢料廢料回收利用回收利用 55 工作項(xiàng)目工作項(xiàng)目序號序號工作內(nèi)容工作內(nèi)容 技術(shù)規(guī)范編制1模具開發(fā)技術(shù)規(guī)范編制 模具設(shè)計(jì) 2沖壓工序圖設(shè)計(jì)會簽 3模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會簽 4 4.7 .7 工藝設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì) 沖壓工藝設(shè)計(jì)是連結(jié)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)制造的紐帶。精益制造的 實(shí)現(xiàn)來源于精益的工藝設(shè)計(jì)。與國外沖壓技術(shù)體系相比，我國沖壓工藝設(shè)計(jì) 需建立“企業(yè)知識庫”，使經(jīng)驗(yàn)型設(shè)計(jì)走向知識資源型、優(yōu)化型設(shè)計(jì)，并借 助于模板化設(shè)計(jì)等先進(jìn)的產(chǎn)品開發(fā)理念，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)的精益化。 56 工藝工藝型型面面精益精益

26、化設(shè)計(jì)化設(shè)計(jì) 工藝型面設(shè)計(jì)的好壞直接影響到?jīng)_壓件質(zhì)量、材料利用率以及模具調(diào) 試周期。我國汽車沖壓行業(yè)有必要持續(xù)提升工藝型面優(yōu)化的技術(shù)水平， 縮短與國際同行的技術(shù)差距。 1）壓邊圈的設(shè)計(jì)優(yōu)化 工藝型面設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是確保壓邊圈型面的設(shè)計(jì)質(zhì)量。不當(dāng)?shù)膲哼?圈型面設(shè)計(jì)會造成壓邊圈合模時(shí)板料起皺，直接影響沖壓件品質(zhì)。通過壓 邊圈型面優(yōu)化技術(shù)可保證壓邊圈設(shè)計(jì)質(zhì)量，確保板料在壓邊圈合模時(shí)的光 順性。 57 2）工藝補(bǔ)充面的設(shè)計(jì)優(yōu)化 工藝補(bǔ)充面的設(shè)計(jì)結(jié)果對沖壓件質(zhì)量有很大影響，工藝補(bǔ)充 面設(shè)計(jì)不當(dāng)，將會造成沖壓過程起皺、破裂等缺陷發(fā)生。因此需 要對工藝補(bǔ)充面進(jìn)行反復(fù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終保證生產(chǎn)出合格的沖壓 件。同

27、時(shí)工藝補(bǔ)充面的設(shè)計(jì)也直接影響到鈑金的材料利用率。 58 工作項(xiàng)目工作項(xiàng)目序號序號工作內(nèi)容工作內(nèi)容 技術(shù)規(guī)范編制1檢具開發(fā)技術(shù)規(guī)范編制 檢具設(shè)計(jì) 2檢具結(jié)構(gòu)圖會簽 3檢測報(bào)告設(shè)計(jì)會簽確認(rèn) 4 4.8 .8 質(zhì)量控制質(zhì)量控制策劃策劃 1）依據(jù)產(chǎn)品GD&T設(shè)計(jì)要求，統(tǒng)一模、夾、檢定位基準(zhǔn)，保證白車身精度要求 2）建立制造過程質(zhì)量控制策略，設(shè)定精度檢測控制要素 59 工作項(xiàng)目工作項(xiàng)目序號序號工作內(nèi)容工作內(nèi)容 SE結(jié)果驗(yàn)證 1沖壓工藝方案驗(yàn)證 2沖壓仿真結(jié)果驗(yàn)證 3沖壓件品質(zhì)驗(yàn)證 4回彈控制策略驗(yàn)證 5外板表面質(zhì)量驗(yàn)證 4 4.9 .9 SESE結(jié)果驗(yàn)證結(jié)果驗(yàn)證 60 明確工裝開發(fā)技術(shù)要求和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，建

28、立過程跟蹤控制規(guī)范。明確工裝開發(fā)技術(shù)要求和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，建立過程跟蹤控制規(guī)范。 開發(fā)進(jìn)度管控表 工藝會簽記錄表 工法設(shè)計(jì)評審表 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)評審表 模具動靜態(tài)檢查表 調(diào)試過程記錄表 61 試試模材料的測試確認(rèn)模材料的測試確認(rèn) 在模具調(diào)試驗(yàn)收過程中，除了常規(guī)的模具動靜態(tài)檢查、沖壓件尺 寸精度和表面質(zhì)量評估以外，國外沖壓行業(yè)開展了更加精細(xì)的工作。 主要有以下幾個(gè)方面供我們參考。 試模材料的測試確認(rèn)既有助于理解當(dāng)前的試模結(jié)果，又能夠作為 可追溯性資料供后期工作的參考和比較。 試模材料的信息主要包括： 1）材料信息；2）板料信息； 3）試模材料的機(jī)械性能參數(shù) 只有了解到試模材料參數(shù)在參數(shù)波動范圍中所處的位置，

29、才有可 能對試模結(jié)果作出客觀的評價(jià)。 62 沖壓沖壓成形性評估成形性評估 試模后采用超聲波測厚儀檢測沖壓件各部位的實(shí)際厚度減薄率。通過了 解各部位可能發(fā)生開裂的程度，進(jìn)一步評估該沖壓件生產(chǎn)時(shí)的成品合格率。 外外覆蓋件表面質(zhì)量檢查覆蓋件表面質(zhì)量檢查 外覆蓋件的表面質(zhì)量直接影響到整車外觀品質(zhì)。國外對外覆蓋 件的質(zhì)量控制比較嚴(yán)格，通常采用以下四種檢查手段： 1）外表面光照檢查； 2）網(wǎng)格應(yīng)變分析； 3）油石打磨檢查； 4）專用光學(xué)技術(shù)（ABIS）檢測。 63 沖壓沖壓仿真精度驗(yàn)證仿真精度驗(yàn)證 在模具調(diào)試驗(yàn)收過程進(jìn)行沖壓仿真精度的驗(yàn)證，既能朝以設(shè) 計(jì)指導(dǎo)制造的方向邁進(jìn)，又可以從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)仿真技術(shù)的不足

30、及 時(shí)彌補(bǔ)提升。通常還包括以下驗(yàn)證的內(nèi)容： 1） 厚度值對比（用于檢驗(yàn)板料減薄量預(yù)測能力）； 2） 主應(yīng)變值對比以及次應(yīng)變值對比（用于檢驗(yàn)外板剛性評價(jià) 的預(yù)測能力）； 3） 材料流入量對比（用于檢驗(yàn)板料尺寸計(jì)算及優(yōu)化技術(shù)水平） 64 五、成形仿真專題研討五、成形仿真專題研討 挖掘/反饋沖壓開裂的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及工藝型面問題（SE同步工程） 以精準(zhǔn)的CAE技術(shù)預(yù)測和消除起皺缺陷 分模線優(yōu)化及板料形狀尺寸優(yōu)化 沖壓方向優(yōu)化 壓邊圈型面優(yōu)化 確保大型外覆蓋件的成形品質(zhì) 65 Participants: 1. Corus Group (The Netherlands) 2. TecnologieZentrum (Germany) 3. DaimlerChrysler-Chrysler Group (USA) 4. CIMNE (Spain) 5. GM (USA) 6. The Ins. Of Phy. And Chem