汽车覆盖件冲压成形工艺性
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力。。。。。。），供压机方案选择；
§ 零件刚性、强度分析（用于量产后的物流）； § 回弹分析及措施； § 零件包边工艺分析。
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
3、工装招标阶段 § 模具工序制定； § 废料排除、模具操作安全分析； § 所有冲压件初步DL图； § 所有零件材料利用率的计算； § 模具成本分析； § 与供应商的技术交流； § 供应商技术能力评价；
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
10、复杂曲面的圆角、转角和球面问题；该 问题属冲压设计的细节问题，圆角、转角 和球面问题给的是否合理，直接关系到拉 延成败和质量。数值已有。
11、翻孔的结构问题：正规孔和异型孔的翻 孔结构的设计和冲压工艺有关，分为两序 孔和三序孔，即拉延---冲孔和拉延---冲孔---翻孔的结构，拉延---冲孔的翻边结构即减 少了一道翻孔工序又可增加孔的强度，同 时可降低开模成本。如无功能要求应尽量 采用拉延---冲孔的翻边结构。
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
4、样车阶段
• 验证零件的冲压可行性、分析零件尺寸精
度的影响因素；
• 及时发现、解决新出现的冲压问题； • 分析冲压件对焊接、装配、涂装的影响，
提出解决方案；
• 分析冲压件的刚度、强度对物流的影响； • 验证前期SE提出的问题，以便经验反馈；
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改善明显，起皱基本消除
汽车覆盖件冲压成形工艺性
主断面成形分析
•A
•A
•回弹区域
•section A-A
•增加加强筋
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
R角过小案例
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汽车Leabharlann Baidu盖件冲压成形工艺性
侧围外板的翻边——尾灯安装座的配合面需做出一个宽 10mm的缓冲台阶，以隔开焊接面与外板。
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
球面处理问题
该区域宽度收窄，高度 突变，拉延时易拉断。 建议立面加大斜度或加 大圆角和球面处理。
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
开工艺切口问题
该区域（两侧）的工艺切口 实在是没有任何意义（虽然 样车也有），工艺上也没起 到任何作用。反而会起到减 弱窗口强度和增加整体回弹 的负面作用。还会增加切边 难度。说明工艺切口不能无 根据的乱开！
材料.
➢ 受拉传力区的对策
受拉传力区的断裂,一般为强度断裂(α断裂).主要对策应从提高传
力区的承载能力入手,具体措施如下:
1.修正模具参数,如转角半径和凸凹模间隙等. 2.选择合理的毛坯形状和尺寸. 3.改变压边力的大小 4.改善润滑条件
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
5.修正拉延筋或拉延槛的形状、参数以及布局。 6.选择强度指标较高的材料。
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
修边排废料问题
后门外板-把手处上端两个 切口需要加长，且需加大废 料边部的斜度以利于废料排 出。
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
球面处理问题
该部位是 应力集中 的危险区 域，必须 进行细化 的球面处 理。
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
修边方向问题
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这一段的斜契修边的工 艺性非常不好。位置和 空间也不好。是否可以 修改成垂直修边，即在 现有基础上做出一个小 的直角翻边。并填该段 上的平现有的大缺口， 在转向处开工艺切口。
汽车覆盖件冲压成形工艺性
修边线的空间曲线问题
此件是承重件，应该是拉延后进行修边。因此这一 段修边线应按红线方向延长后，再给出圆弧形的接 刀线。这样就避免了形成空间切边曲线，提高了工 艺可行性。
汽车覆盖件冲压成形工艺性
汽车覆盖件冲压成形常见的质量问题
断裂 皱折 曲面\形状精度不良
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
断裂状态的分类
按断裂的性质分
因为材料的强度不够而产生的断裂,大多都发生在传力区,称为强度断
裂(或α断裂).
因为材料的塑性不足而产生的断裂,大多都发生在变形区,称为塑性断
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
3、翻边方向：分清什么样的翻边（修边后得到）可 以直接拉延出来，什么样的翻边必须开工艺缺口。
4、冲孔方向：要尽量保证与拉延方向一致，减少侧 冲，避免成形后非必要曲面孔，按孔的功能和精 度进行分组，哪些是可以先冲孔后成形的次要孔， 哪些是必须一次冲出来的精度孔。
B --------- 拉延件的短边宽度 这是判断拉延件能否一次拉延成功的经验公式，实践证明非常的 有效和准确，它不仅适用整体拉延，还适用于比较大的局部特征。
覆盖件拉延时的金属流动情况
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
§拉延件圆角R与料厚的关系
§ 拉延件的底部与壁间的R1≥t,为使拉延顺利进行,一般取R1 ≥(3~5)t § 比较规则的拉延件的凸缘与壁间的R2≥2t,为使拉延顺利进行,一般取R2
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
曲面渐变问题
此处属突变区，且是大曲面 的高点，R3的转角和两条R2 的外观倒圆交汇点上应力集 中。建议：做球面处理或以 渐变方式降低直边高度。
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
冲压工艺性各阶段分析内容
1、概念模型设计阶段
§ 模型外表面质量分析； § 分型线的分析； § 主断面成形性分析； § 主要零件的预工艺分析； § 冲压加工方向选择； § 零件结构优化及通用性分析；
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
皱折状态的分类
按引起起皱的外力分类
当外力在板料平面内引起的压应力使板厚方向达到失稳极限时便产
生了失稳起皱，皱纹的走向与压应力垂直。
裂(或β断裂).
按断裂发生的区域分
凸模(或凸凹模)端部的断裂
此类断裂经常发生在膨胀成形、拉延---膨胀复合成形、拉延成形
过程中,断裂部位一般为双向拉应力状态.
侧壁断裂
侧壁断裂包括壁裂、伸长类翻边的侧壁断裂和双向拉应力状态下
的侧壁断裂.
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凹模园角部位的断裂
一次拉延 ≥(5~8)t,不规则的拉延件R2a≥3t,一般汽车覆盖件均为 成形因此尽可能R2a≥0.2H.此处的R3又称为凹模入口处的 圆角半径.
§ 两壁间转角R3，与拉延深度有关，一般取R3≥(8~15)t，或R3≥0.2~0.3H
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
建模初期的冲压工艺问题
§正确选择冲压方向
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
12、在关键部位采用余料吸收结构问题：在容易起 皱和拉裂的关键部位的附近预先加上一些反向特 征，在拉延的后期就先行拉进部分余料，用于吸 收该区域内的皱折，同时也可以通过传力区向行 将要开裂的部位补料。如大侧围和车门内板的大 深度转角部位和夹料区。
13、关于获得最小外观转角的工艺结构：获得最小 外观圆角和转角半径是外观品质的需求。除去板 料的拉延性能以外有两种比较可行的工艺结构可 以获得较小的外观转角半径：1）利用两级沉台的 方法来保证第一级沉台的拉延深度很小从而得到 较小的外观转角半径。2）将转角半径周围的曲面 渐变来使转角半径处的拉延深度很小而得到较小 的外观转角半径。
6、空间曲线的修边线问题：空间曲线的修边 线是指落在较小曲率的曲面上或斜跨倒圆 过渡面上的修边线。这类修边线无论怎样 安排切刀刃口都会造成切刀刃口过锐或过 钝的问题，从而影响工件修边质量和模具 寿命。
7、非必要曲面孔问题：要分清哪些孔是可以 在落料时冲出的，哪些孔是在成形以后才 冲出的，要避免成形以后的非必要曲面孔， 这类孔冲压精度极差，并且导致模具寿命 降低。
汽车覆盖件冲压成形工 艺性
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2020/11/23
汽车覆盖件冲压成形工艺性
前言：好的设计是使制造变得更加容易， 不需要很高的成本和精度。好的工艺是让 加工更加完美，使装配变得更加容易。
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一次拉延成形的条件
§ 一次拉延成形的相对拉延深度
H / B≤0.5~0.65 H≤0.5~0.65 B 其中H --------- 拉延件的深度
该孔冲孔比较困难，改善 一下加个特征落在平面上。
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实例：
零件间隙检查
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•修改圆角，由R6.5改成R10
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实例：局部工艺性不好，影响零件质量和外观
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•修改产品局部形状
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后门内板局部起皱
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§异形孔的翻边设计
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A
这四个异 形工艺孔 的翻边做 成 “ A” 孔 的形式以 简化异形 孔的翻边 工艺。
该孔可以在直边上再 加一个小的翻边，以 减少一次翻孔工序。
汽车覆盖件冲压成形工艺性
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曲面孔问题
这里的四 个异型孔 孔不能落 在圆角过 渡面上， 可做一个 平底的特 征，将孔 放在与之 平行的平 底上。即 可避免此 类非必要 曲面孔工 艺性不好 的问题。
汇点一定要做
大的球面处理
以防拉裂。
落在曲面上的孔的工艺性很差, 要做一个平底的特征,将孔放在 平底上。（左/右）
曲面孔问 题
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凸模的接触状态问题
此四个特征都是胀形成形的，凸模的接触状态极差，很容易破裂。因此要求将圆角加大 到最大限度。
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此类断裂包括弯曲断裂和拉弯断裂.
法兰部位的断裂
大多发生在伸长类翻边工序中,包括外缘断裂和内缘断裂
其他断裂
主要有拉延筋作用引起的断裂和起皱引起的断裂
断裂的对策
冲压成形极限主要包括变形区的变形极限和传力区的承载能力.
就断裂而言,主要是受伸长类变形的成形极限和受拉传力区的承载 能力.下面的对策和措施就是针对这两方面的.
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➢ 伸长类变形时的对策
▪ 伸长类变形时的断裂多为塑性断裂(β断裂).应从提高材料的抗缩颈
能力、减少材料的绝对伸长变形量以及改变变形路径等方面入手.具 体措施如下:
1.修改模具参数. 2.降低成形高度,增加成形工序. 3.调整毛坯形状和尺寸. 4.增加辅助工艺措施. 5.选择延伸率δu 、 硬化指数n值、厚向异性系数r值等指标较高的
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14、关于设计基准问题：拉延件的设计基准 主要是要考虑比较大的面的法向作为拉延 方向，以该面作为设计基准来保证基本拉 延边都具有5~15度的拔模角。
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冲压方向问题
此件属
深拉延件，这
里的高度发生
突变，多面交
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汽车覆盖件冲压成形工艺性
2、工程设计阶段
§ 筛选质量要求高和成形困难的零件； § 零件冲压方向分析； § 对称零件的共模分析； § 确定工序数及工序内容； § 通过拉延CAE模拟分析，对开裂、起皱、滑移线、
工序间冲击线及危险应力部位提出解决方案；
§ 提出材料选择方案的优化、确定坯料/落料尺寸； § 确定加工压力（成形力、冲切力、压边
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8、特征太密和突变问题：这是建模初期就应 该注意的问题，特征之间安排的过密会影 响材料的流动，尤其不能产生相邻的反向 突变特征，此时的拉延深度相当于两个相 邻特征深度的叠加。
9、反拉延和胀形深度问题：一般来说反拉延 特征的深度不易超过30mm，尤其是较小的 特征，靠胀形成形的拉延件中间部位的较 小局部特征的深度一般也不易超过 25~30mm，圆角和转角不能太小。因为胀 形是得不到外部材料补充的，只能靠它本 身周围材料的变薄来补充其面积的增大。
1、拉延方向：选择拉延方向是重中之重，尤其是凸 模与毛坯的接触状态，在建模初期就要考虑好， 状态不好极易拉裂。找大面、降深度、不宜陡、 多而散、靠中间。同时要考虑便于修边并为翻边 创造条件。注意三通类零件（大转向零件）如A 柱B柱C柱上边梁的内板连接件等容易产生的死负 角。
2、修边方向：减少侧修边，注意切边废料的排出， 开斜度15度以上。避免形成空间曲线的修边线。
5、非必要负角问题：在车身零件中除造型需要和安 装需要的靠整形出来的负角外，其余都是非必要 负角，这类负角是确定冲压方向后才能发现的， 还往往和安装点有关，后期发现较难修改，因此 要求我们选择的冲压方向必须与模具厂基本一致， 才能有效的避免在特征侧壁上避让部位上的非必 要负角。
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§ 零件刚性、强度分析（用于量产后的物流）； § 回弹分析及措施； § 零件包边工艺分析。
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3、工装招标阶段 § 模具工序制定； § 废料排除、模具操作安全分析； § 所有冲压件初步DL图； § 所有零件材料利用率的计算； § 模具成本分析； § 与供应商的技术交流； § 供应商技术能力评价；
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10、复杂曲面的圆角、转角和球面问题；该 问题属冲压设计的细节问题，圆角、转角 和球面问题给的是否合理，直接关系到拉 延成败和质量。数值已有。
11、翻孔的结构问题：正规孔和异型孔的翻 孔结构的设计和冲压工艺有关，分为两序 孔和三序孔，即拉延---冲孔和拉延---冲孔---翻孔的结构，拉延---冲孔的翻边结构即减 少了一道翻孔工序又可增加孔的强度，同 时可降低开模成本。如无功能要求应尽量 采用拉延---冲孔的翻边结构。
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4、样车阶段
• 验证零件的冲压可行性、分析零件尺寸精
度的影响因素；
• 及时发现、解决新出现的冲压问题； • 分析冲压件对焊接、装配、涂装的影响，
提出解决方案；
• 分析冲压件的刚度、强度对物流的影响； • 验证前期SE提出的问题，以便经验反馈；
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改善明显，起皱基本消除
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主断面成形分析
•A
•A
•回弹区域
•section A-A
•增加加强筋
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R角过小案例
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汽车Leabharlann Baidu盖件冲压成形工艺性
侧围外板的翻边——尾灯安装座的配合面需做出一个宽 10mm的缓冲台阶，以隔开焊接面与外板。
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球面处理问题
该区域宽度收窄，高度 突变，拉延时易拉断。 建议立面加大斜度或加 大圆角和球面处理。
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开工艺切口问题
该区域（两侧）的工艺切口 实在是没有任何意义（虽然 样车也有），工艺上也没起 到任何作用。反而会起到减 弱窗口强度和增加整体回弹 的负面作用。还会增加切边 难度。说明工艺切口不能无 根据的乱开！
材料.
➢ 受拉传力区的对策
受拉传力区的断裂,一般为强度断裂(α断裂).主要对策应从提高传
力区的承载能力入手,具体措施如下:
1.修正模具参数,如转角半径和凸凹模间隙等. 2.选择合理的毛坯形状和尺寸. 3.改变压边力的大小 4.改善润滑条件
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5.修正拉延筋或拉延槛的形状、参数以及布局。 6.选择强度指标较高的材料。
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修边排废料问题
后门外板-把手处上端两个 切口需要加长，且需加大废 料边部的斜度以利于废料排 出。
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球面处理问题
该部位是 应力集中 的危险区 域，必须 进行细化 的球面处 理。
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修边方向问题
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这一段的斜契修边的工 艺性非常不好。位置和 空间也不好。是否可以 修改成垂直修边，即在 现有基础上做出一个小 的直角翻边。并填该段 上的平现有的大缺口， 在转向处开工艺切口。
汽车覆盖件冲压成形工艺性
修边线的空间曲线问题
此件是承重件，应该是拉延后进行修边。因此这一 段修边线应按红线方向延长后，再给出圆弧形的接 刀线。这样就避免了形成空间切边曲线，提高了工 艺可行性。
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汽车覆盖件冲压成形常见的质量问题
断裂 皱折 曲面\形状精度不良
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断裂状态的分类
按断裂的性质分
因为材料的强度不够而产生的断裂,大多都发生在传力区,称为强度断
裂(或α断裂).
因为材料的塑性不足而产生的断裂,大多都发生在变形区,称为塑性断
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3、翻边方向：分清什么样的翻边（修边后得到）可 以直接拉延出来，什么样的翻边必须开工艺缺口。
4、冲孔方向：要尽量保证与拉延方向一致，减少侧 冲，避免成形后非必要曲面孔，按孔的功能和精 度进行分组，哪些是可以先冲孔后成形的次要孔， 哪些是必须一次冲出来的精度孔。
B --------- 拉延件的短边宽度 这是判断拉延件能否一次拉延成功的经验公式，实践证明非常的 有效和准确，它不仅适用整体拉延，还适用于比较大的局部特征。
覆盖件拉延时的金属流动情况
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§拉延件圆角R与料厚的关系
§ 拉延件的底部与壁间的R1≥t,为使拉延顺利进行,一般取R1 ≥(3~5)t § 比较规则的拉延件的凸缘与壁间的R2≥2t,为使拉延顺利进行,一般取R2
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曲面渐变问题
此处属突变区，且是大曲面 的高点，R3的转角和两条R2 的外观倒圆交汇点上应力集 中。建议：做球面处理或以 渐变方式降低直边高度。
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冲压工艺性各阶段分析内容
1、概念模型设计阶段
§ 模型外表面质量分析； § 分型线的分析； § 主断面成形性分析； § 主要零件的预工艺分析； § 冲压加工方向选择； § 零件结构优化及通用性分析；
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皱折状态的分类
按引起起皱的外力分类
当外力在板料平面内引起的压应力使板厚方向达到失稳极限时便产
生了失稳起皱，皱纹的走向与压应力垂直。
裂(或β断裂).
按断裂发生的区域分
凸模(或凸凹模)端部的断裂
此类断裂经常发生在膨胀成形、拉延---膨胀复合成形、拉延成形
过程中,断裂部位一般为双向拉应力状态.
侧壁断裂
侧壁断裂包括壁裂、伸长类翻边的侧壁断裂和双向拉应力状态下
的侧壁断裂.
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凹模园角部位的断裂
一次拉延 ≥(5~8)t,不规则的拉延件R2a≥3t,一般汽车覆盖件均为 成形因此尽可能R2a≥0.2H.此处的R3又称为凹模入口处的 圆角半径.
§ 两壁间转角R3，与拉延深度有关，一般取R3≥(8~15)t，或R3≥0.2~0.3H
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建模初期的冲压工艺问题
§正确选择冲压方向
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12、在关键部位采用余料吸收结构问题：在容易起 皱和拉裂的关键部位的附近预先加上一些反向特 征，在拉延的后期就先行拉进部分余料，用于吸 收该区域内的皱折，同时也可以通过传力区向行 将要开裂的部位补料。如大侧围和车门内板的大 深度转角部位和夹料区。
13、关于获得最小外观转角的工艺结构：获得最小 外观圆角和转角半径是外观品质的需求。除去板 料的拉延性能以外有两种比较可行的工艺结构可 以获得较小的外观转角半径：1）利用两级沉台的 方法来保证第一级沉台的拉延深度很小从而得到 较小的外观转角半径。2）将转角半径周围的曲面 渐变来使转角半径处的拉延深度很小而得到较小 的外观转角半径。
6、空间曲线的修边线问题：空间曲线的修边 线是指落在较小曲率的曲面上或斜跨倒圆 过渡面上的修边线。这类修边线无论怎样 安排切刀刃口都会造成切刀刃口过锐或过 钝的问题，从而影响工件修边质量和模具 寿命。
7、非必要曲面孔问题：要分清哪些孔是可以 在落料时冲出的，哪些孔是在成形以后才 冲出的，要避免成形以后的非必要曲面孔， 这类孔冲压精度极差，并且导致模具寿命 降低。
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前言：好的设计是使制造变得更加容易， 不需要很高的成本和精度。好的工艺是让 加工更加完美，使装配变得更加容易。
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一次拉延成形的条件
§ 一次拉延成形的相对拉延深度
H / B≤0.5~0.65 H≤0.5~0.65 B 其中H --------- 拉延件的深度
该孔冲孔比较困难，改善 一下加个特征落在平面上。
汽车覆盖件冲压成形工艺性
实例：
零件间隙检查
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•修改圆角，由R6.5改成R10
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实例：局部工艺性不好，影响零件质量和外观
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•修改产品局部形状
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后门内板局部起皱
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§异形孔的翻边设计
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A
这四个异 形工艺孔 的翻边做 成 “ A” 孔 的形式以 简化异形 孔的翻边 工艺。
该孔可以在直边上再 加一个小的翻边，以 减少一次翻孔工序。
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曲面孔问题
这里的四 个异型孔 孔不能落 在圆角过 渡面上， 可做一个 平底的特 征，将孔 放在与之 平行的平 底上。即 可避免此 类非必要 曲面孔工 艺性不好 的问题。
汇点一定要做
大的球面处理
以防拉裂。
落在曲面上的孔的工艺性很差, 要做一个平底的特征,将孔放在 平底上。（左/右）
曲面孔问 题
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凸模的接触状态问题
此四个特征都是胀形成形的，凸模的接触状态极差，很容易破裂。因此要求将圆角加大 到最大限度。
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此类断裂包括弯曲断裂和拉弯断裂.
法兰部位的断裂
大多发生在伸长类翻边工序中,包括外缘断裂和内缘断裂
其他断裂
主要有拉延筋作用引起的断裂和起皱引起的断裂
断裂的对策
冲压成形极限主要包括变形区的变形极限和传力区的承载能力.
就断裂而言,主要是受伸长类变形的成形极限和受拉传力区的承载 能力.下面的对策和措施就是针对这两方面的.
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➢ 伸长类变形时的对策
▪ 伸长类变形时的断裂多为塑性断裂(β断裂).应从提高材料的抗缩颈
能力、减少材料的绝对伸长变形量以及改变变形路径等方面入手.具 体措施如下:
1.修改模具参数. 2.降低成形高度,增加成形工序. 3.调整毛坯形状和尺寸. 4.增加辅助工艺措施. 5.选择延伸率δu 、 硬化指数n值、厚向异性系数r值等指标较高的
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14、关于设计基准问题：拉延件的设计基准 主要是要考虑比较大的面的法向作为拉延 方向，以该面作为设计基准来保证基本拉 延边都具有5~15度的拔模角。
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冲压方向问题
此件属
深拉延件，这
里的高度发生
突变，多面交
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2、工程设计阶段
§ 筛选质量要求高和成形困难的零件； § 零件冲压方向分析； § 对称零件的共模分析； § 确定工序数及工序内容； § 通过拉延CAE模拟分析，对开裂、起皱、滑移线、
工序间冲击线及危险应力部位提出解决方案；
§ 提出材料选择方案的优化、确定坯料/落料尺寸； § 确定加工压力（成形力、冲切力、压边
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8、特征太密和突变问题：这是建模初期就应 该注意的问题，特征之间安排的过密会影 响材料的流动，尤其不能产生相邻的反向 突变特征，此时的拉延深度相当于两个相 邻特征深度的叠加。
9、反拉延和胀形深度问题：一般来说反拉延 特征的深度不易超过30mm，尤其是较小的 特征，靠胀形成形的拉延件中间部位的较 小局部特征的深度一般也不易超过 25~30mm，圆角和转角不能太小。因为胀 形是得不到外部材料补充的，只能靠它本 身周围材料的变薄来补充其面积的增大。
1、拉延方向：选择拉延方向是重中之重，尤其是凸 模与毛坯的接触状态，在建模初期就要考虑好， 状态不好极易拉裂。找大面、降深度、不宜陡、 多而散、靠中间。同时要考虑便于修边并为翻边 创造条件。注意三通类零件（大转向零件）如A 柱B柱C柱上边梁的内板连接件等容易产生的死负 角。
2、修边方向：减少侧修边，注意切边废料的排出， 开斜度15度以上。避免形成空间曲线的修边线。
5、非必要负角问题：在车身零件中除造型需要和安 装需要的靠整形出来的负角外，其余都是非必要 负角，这类负角是确定冲压方向后才能发现的， 还往往和安装点有关，后期发现较难修改，因此 要求我们选择的冲压方向必须与模具厂基本一致， 才能有效的避免在特征侧壁上避让部位上的非必 要负角。
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