某重卡SCR箱铝合金隔热板的优化改进

10.16638/ki.1671-7988.2019.15.031

某重卡SCR箱铝合金隔热板的优化改进

黄鹏飞，刘飞，田策，翁明武，李杨欢

（陕西德仕汽车部件（集团）有限责任公司技术中心产品研发部，陕西西安710200）

摘要：针对某重卡车型SCR箱铝合金隔热板在入库检验的过程中，发现类似产品件存在四周翘曲严重现象。整车装配间隙面差不均的风险较大。故进行该产品及类似件的追溯分析和整改措施，避免不合格品的再现。主要从产品的结构性、工艺参数的合理性、加工过程可能引起的风险点进行优化改进。其次利用CAE（Computer Assistant Engineer，计算机辅助工程）钣金冲压成形分析软件AutoForm 4.0对优化前后的结构进行模拟分析，为产品的冲压过程提供客观理论依据。最终通过成形对比分析得出出现问题的原因，进而确保解决问题的方案的可行性。

关键词：结构优化；成型分析；工艺改进；应力消除

中图分类号：U462 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)15-85-02

Optimization and Improvement of Al-alloy Heat Insulation Panel for SCR Box

of Heavy Truck

Huang Pengfei, Liu Fei, Tian Ce, Weng Mingwu, Li Yanghuan

（Shaanxi Des Auto Parts (Group) Co., Ltd. Technology Center Product Research and Development Department,

Shaanxi Xi'an 710200）

Abstract: During the warehousing inspection of SCR box Al-alloy heat insulation panel for a heavy truck, serious warpage around similar products was found. There is a greater risk of uneven clearance surface difference in vehicle assembly. Therefore, retrospective analysis and corrective measures shall be carried out for this product and similar parts to avoid the recurrence of unqualified products. Mainly from the product structure, the rationality of process parameters, the processing process may cause the risk of optimization and improvement. Secondly, CAE(Computer Assistant Engineer) sheet metal stamping analysis software AutoForm 4.0 is used to simulate and analyze the structure before and after optimization, providing objective theoretical basis for the stamping process of products. Finally, the causes of the problems were obtained through forming comparative analysis, thus ensuring the feasibility of the solutions to the problems. Keywords: Structural optimization; Forming analysis; Process improvement; Stress relieving

CLC NO.: U462 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)15-85-02

前言

冷冲压成形的缺陷：回弹、起皱、开裂等在实际生产过程中针对客观的数据测量具有一定的难度。因此解决冷冲压缺陷导致的产品不合格具有一定的学术研究价值和产品的经济效益。

1 原因分析归类

1.1 冲压过程中行程压力不够，保压时间不充分

1.2 结构设计存在缺陷

未考虑充分的冲压件回弹变形，拓扑结构不合理。

作者简介：黄鹏飞，学士，助理工程师，就职于陕西德仕汽车部件

（集团）有限责任公司，汽车零部件设计和CAE方向。

85

汽车实用技术

86 1.3 冲压过程中部分区域加工硬化导致应力集中出现的应力

不均

图1 不合格件示例

2 整改方案汇总

2.1 考虑考冲压筋的布局与尺寸可能引起整个件的刚度问题

故在模型上双向延长冲压筋的长度，来增加整个件的局部刚度，如图3原结构、图4新结构所示。 2.2 增加切边模来保证整个件的外形尺寸的一致性 2.3 增加热处理工序来消除冷加工时出现的应力集中现象 2.4 在工序中严格控制行程压力和保压时间

确保回弹变形的可控性。

3 模型优化、成形分析验证、样件产出

3.1 优化前后的模型对比

3.2 优化前后的模型成形分析验证

图3 更改前的原结构

图4 更改后的现结构

对比前后的成形性可观察到，图3中上部和下部出现不充分的拉伸，导致会出现回弹严重的成形缺陷；图4中该区域明显改善，从安全区向压应力区再向材料增厚去转变，安全区域明显增大，成形性良好。

*备注：上图中成形性标签颜色说明：从左→右依次为Slits ：破裂区域；Excess thinning ：过渡变薄区域；Risk of splits ：破裂临界区域；Safe ：安全成型区域；Insufficient stretch ：不

充分的拉延区域；Compress ：压应力起始区域；Thickness ：材料增厚区域（褶皱区域）。 3.3 样件产出并评审通过

图5 更改后

4 结论及后期类似件方案固化

4.1 后期该产品可按照新方案进行加工

双向加强筋延长、合理的工艺参数（压力和时间）、增加切边工序、应力消除工艺，注重过程控制来保证产品一致性，满足产品相关技术要求。 4.2 以此类推

该重卡SCR 箱铝合金隔热板的改进方案同理可用于类似件质量问题的整改。如某重卡铝合金侧防护板、铝合金操作平台等板材件。或者钢板冲压件也可根据实际情况来整改

优化，从而保证产品质量。

参考文献

[1] 贾耀卿.常用金属材料手册（下）-北京:中国标准出版社,199.12:

171-208.

[2] 林通,张侃,胡仁喜. AutoForm4.0钣金冲压成形分析从入门到精通

-机械工业出版社,2009.12.

[3] 北京兆迪科技有限公司.CATIA V5R21产品工程师宝典-北京:中

国水利水电出版社,2014.1.

[4] 徐灝.版机械设计手册.3-北京:机械工业出版社,2000.6:24-53-65.