SUV车型顶盖外板A面数据偏差分析与研究(下)_张新龙.pdf

锻造与冲压 2023.650Manufacture生产 主辅工艺SUV车型顶盖外板A面数据偏差分析与研究（上）见 锻造与冲压杂志2023年第4期SUV 车型顶盖外板 A 面数据偏差分析与研究(下)文张新龙，赵锋，牛恒仁，王力，刘帅中国第一汽车集团有限公司SUV 车型顶盖外板 A 面补偿分析产品 A 面补偿分析根据前面分析，由于采取 A 面中线区域型面全面补偿，会有整体正向回弹的趋势，所以后部的负回弹塌陷区域暂时不进行补偿。针对该款 SUV 车型顶盖外板全工序型面的长度方向中心进行 A 面补偿，如图 4 所示，图中方框区域为补偿位置，前端中部型面(A处)最大补偿量为2.0mm，中段中部型面(D处)最大补偿量为 1.5mm，前段和中段过渡区(B 处)型面则进行光顺补偿，补偿量为 1.1mm。根据 A 面补偿后的型面状态分析，可以确认顶盖外板 A 面(A 处/B 处/C 处/D 处)对应的长度方向上中线区域型面明显增高，尤其中部的补偿可以有效地控制中部的胀形定型状态，从而提升 A 面的整体刚性。CAE 回弹数据分析为了更好地确认产品 A 面补偿后型面状态，进行原产品 A 面回弹数据的确认并做数据对比，以此作为型面修改的基础数据。成品件支撑回弹确认。如图 5 所示，合理的支撑能够均衡回弹的不均匀状态，且状态左右对称。各工序 A 面回弹数据对比。如表 1 所示，提取各工序 A 面对应点回弹数据进行对比，确认工序工艺变化对回弹的影响。各工序 A 面回弹数据对比后可知，顶盖外板长度方向中线区域在拉延工序显示整体正回弹趋势(A处/B 处/C 处/D 处/E 处)；修边后，前部负回弹加剧(A 处)，中部正回弹变化(B 处/C 处/D 处/E处)，后部负回弹加剧(F 处)，中部正回弹变化与以往的顶盖外板出现的趋势相反；整形后，前部负回弹加剧(A 处)，中部正回弹加剧(C 处/D 处)，后部负回弹加剧(F 处)；天窗修边整形后前部负回弹缓图 5 产品 A 面补偿后成品件支撑回弹结果图 4 A 面补偿后型面数据状态ABD51 2023.6 Forging&MetalformingManufacture生产 主辅工艺解(A 处)，天窗区域 A 面消失(B 处/C 处/D 处)，后部向上翻边带动后部主棱线附近负回弹塌陷缓解(F 处)；全序回弹变化趋势一致，均为前后塌陷状态。A 面补偿后数据对比顶盖外板 A 面补偿后出现 A 面数据不合格，整体趋势为正值，与顶盖外板 A 面补偿的型面数据(顶盖长度方向中线数据)作对比，结果显示补偿过量(表6)，导致成品件鼓起变形。对比分析：A 面补偿中，顶盖外板长度方向中线(A 处/B 处/C 处/D 处/E 处)补偿量较大，导致出件数据正值偏高，属于补偿过量的状态。重新确认A 面补偿思路，中部(B 处/C 处/D 处)成形不充分的主要原因是曲率变化引起的成形不均状态，虽然主应力显示不足，其实可以不进行模具 A 面补偿，因为大天窗顶盖无影响，大天窗顶盖翻边整形工艺产生的立壁聚料状态会将A面自然隆起；后部(E处/F处)成形不充分的主要原因是后部(X/Y)双向曲面平缓，处于胀形系数不足的状态，并且主应力不足需要对模具进行 A 面补偿，虽然后序整形工艺产生的立壁聚料状态会将 A 面自然隆起，但是隆起范围不会超过后部整形棱线附近区域 80 100mm 范围，如果顶盖外板后部出现塌陷趋势，可以对后部区域内 A 面进行必要的补偿。SUV 车型顶盖外板成形方案调整A 面补偿方案的调整根据前面的 A 面数据偏差原因分析可知，根本原因是 A 面补偿位置及补偿量不合理导致的顶盖外板A面出现正回弹的鼓起状态，数据严重的正向超差，因此需要对 A 面补偿的方案进行调整。在 CAE 分析中首先将 A 面恢复到产品理论状态，然后根据后部负回弹的塌陷状态进行局部 A 面补偿，接着取消前部压料区域的第二道压料筋，最后进行全序符型。如图 6 所示，顶盖后部(M 处)负回弹塌陷区域主要是后部棱线深度整形导致的成形不均状态，为了全序出件稳定，需要全序 A 面补偿(图 6 红色弧线区域)，最高点补偿量为 1.4mm。如图 7 所示，顶盖前端(N 处)负回弹的塌陷区域主要是压料面双筋控料，且尖角区域无双筋导致的成形不均状态，需要将第二道压料筋(图 7 红色方框工序 位置ABCDEF变化趋势补偿后拉延 OP100.8170.6641.0021.6051.102-1.000后部塌陷补偿后修边 OP20-2.9950.4711.7781.8960.348-2.316前后塌陷补偿后整形 OP30-6.1200.0002.5242.4370.000-2.128前后塌陷补偿后翻边 OP40-4.1670.0000.0002.0480.000-1.196前后塌陷对比修边和整形塌陷放大变化很小修边和整形鼓起放大修边和整形鼓起放大修边塌陷放大修边和整形塌陷放大趋势一致表 5 工序 A 面对应点回弹数据(单位：mm)项目 位置ABCDEF趋势出件数据1.701.000.601.00.15-0.10鼓起补偿数据2.021.171.191.500.65+0.05鼓起数据差值+0.32+0.17+0.59+0.50+0.50-0.05补偿过量表 6 A 面数据与 A 面补偿的型面数据对比(单位：mm)锻造与冲压 2023.652Manufacture生产 主辅工艺道压料筋及产品 A 面重新补偿后的回弹数据确认，以此作为再次修改的基础数据。成品件支撑回弹确认。如图 8 所示，合理的支撑能够均衡回弹的不均匀状态，且状态左右对称。各工序 A 面回弹数据对比。提取各工序 A 面对应点回弹数据进行对比(表7)，确认工序工艺变化对回弹的影响。各工序 A 面回弹数据对比后可知，顶盖外板长度方向中线区域在拉延工序显示前后负回弹趋势(A工序 位置ABCDEF变化趋势重新补偿后拉延 OP10-1.761-0.278-0.0160.061-0.566-0.651前后塌陷重新补偿后修边 OP20-3.9140.0000.7110.6700.124-0.724前后塌陷重新补偿后整形 OP30-7.4320.0001.6641.4250.000-2.169前后塌陷重新补偿后翻边 OP40-4.3910.0000.0000.3021.979-0.914前后塌陷对比修边和整形塌陷放大变化很小修边和整形鼓起放大修边和整形鼓起变大OP40 翻边前变化较小修边和整形塌陷放大趋势一致表 7 各工序 A 面对应点回弹数据对比(单位：mm)区域)去除。CAE 回弹数据分析为了更好地确认修改方案的效果，取消前部第二死前还要玩两盘的骨灰级棋痴代表人物：曾国藩经典语录：又看了一局围棋，我是小人！我真不是人！我怎么做人！图 6 顶盖外板模具 A 面补偿修改方案补偿最高点红色区域为补偿过渡区文化元素53 2023.6 Forging&MetalformingManufacture生产 主辅工艺图 8 工艺更改后成品件支撑回弹结果处/B 处/C 处/E 处/F 处)；修边后，前部负回弹加剧(A 处)，中部正回弹变化(B 处/C 处/D 处/E处)，后部负回弹变化不大(F 处)；整形后，前部负回弹加剧(A 处)，中部正回弹加剧(C 处/D 处)，后部负回弹加剧(F 处)；天窗修边整形后，前部负回弹缓解(A 处)，天窗区域 A 面消失(B 处/C 处)，后部向上翻边带动后部主棱线附近负回弹塌陷缓解(F 处)；全序回弹变化趋势一致，均为前后塌陷状态。SUV 车型顶盖外板成形方案确认根据前面工艺更改后的 CAE 分析中 A 面回弹数据对比，顶盖外板长度方向中线后部(E 处)，在天窗修边整形及后部搭接边上翻工序中，正回弹数据值较大，属于补偿过量的状态，需要重新确认该工序 A面补偿思路。顶盖尾鳍安装面(P 处型面)的鼓起状态主要是由零 件后部全序 A 面补偿所导致，其中无工艺内容的 OP40 工序凸型面对 OP30 工序件的强行校形最为明显，因此需要将 OP40 天窗修边整形及后部搭接边上翻工序的后部 A 面补偿去除，恢复理论产品型面状态，如图 9 红色方框区域所示。效果验证依据以上修改内容，更改型面后进行 CAE 分析，确认顶盖外板回弹状态。鉴于顶盖外板成品件数据检测属于夹持状态，CAE 分析中对成品件的回弹采取夹持回弹确认，可以看到成品件整体夹持回弹对角均衡，这是 A 面支撑起作用的表现，基准区域数据合理，原有的正回弹超差状态消除。如图 10 所示，A 处回弹值 0.03mm，E 处回弹值 0.19mm，F 处回弹值 0.33mm，已经完成 CAE 分析的既定目标，可以进行下一步的模具修改。结束语经过前面的实例分析，针对 SUV 车型顶盖外板A 面数据偏差问题，采用 CAE 分析的技术手段对产品成形性及回弹进行分析，找出工序工艺变化对回弹的影响，确认工艺设计对回弹变化的影响，通过量化对比的方法准确地进行工艺修改和 A 面补偿，能够有效地控制顶盖外板 A 面数据合理性，从而解决SUV 车型顶盖外板 A 面数据偏差问题。图 10 SUV 车型顶盖外板夹持状态下 A 面回弹数据图 7 顶盖外板拉延模具压料筋修改方案N图 9 顶盖外板天窗修边整形及后部搭接边上翻工序A 面修改方案N