车身冲压同步工程探讨

三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
确定冲压顺序
内部文件，注意保密
落料、冲孔、成形 由于变形不均匀，成形后零件
产生较大的翘曲和皱折
为避免或减轻翘曲程度，使零
件平整、光洁，可以采用拉延、 修边、冲孔工序。
双排座右中门内板中部加强板
三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
确定冲压顺序原则
内部文件，注意保密
所有的孔，只要其形状和尺寸不受后续工序变形的影响，都应该在平板毛坯上冲出。 凡所在位置会受到以后某工序变形影响的孔，都应在有关的成形工序完成后再冲出。 两孔靠近或者孔距边缘较小时，最好同时冲出，否则应先冲大孔和一般精度孔，后冲小孔
和高精度孔。
多角弯曲件主要从材料变形和弯曲时材料移动两方面安排弯曲的先后顺序，一般情况下，
三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
4. 冲压仿真一般步骤
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计算机仿真计算结 果的分析与处理
产品数模或工艺数模 的导入及参数设定
仿真分析前的准 备工作
三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
4.1 计算机仿真分析前的准备工作
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（1）根据覆盖件自身特点和要求，结合以往类似件的经验，确定初步工 艺方案。
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模具的开发周期长 生产成本高 风险大
三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
内部文件，注意保密
冲压工艺确定
三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
内部文件，注意保密
车身覆盖件冲压仿真技术走向工业实用阶段
拉
企 业 的 市 场 竞 争 力
三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
3.冲压仿真软件主要类型 3.1 动力显式软件
--滑移线，产品或模具设计不合理，导致材料弯曲滑移，产生滑移 线 --回弹等原因造成产品扭曲，形成凹凸不平


后果 --影响产品美观 解决办法
--调整冲压工艺方案，使表面区域的材料滑动和摩擦减小
-- 在允许的情况下，加大凸模棱线的R可以减轻滑移线，如果R达到 料厚的8倍以上，滑移线就不太明显 --局部强压(门把手区域）
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冲压同步工程探讨
目录
内部文件，注意保密
一、车身开发同步工程介绍 二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素 三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
1
一、车身开发同步工程介绍
造型研究 典型断面分析
内部文件，注意保密
冲压可行性分析
冲 压 同 步 工 程
初步冲压工艺方案
一、车身开发同步工程介绍
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二、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
材料变形不足
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产生原因
--材料没有得到足够的拉伸，没有达到一定的变形量

后果 --回弹 --产品刚度不足 解决办法 --调整压边力或拉延筋，使产品变形均匀 --调整拉延模工艺补充面设计
二、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
表面缺陷
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产生原因
确定冲压工序类型 确定冲压次数 确定冲压顺序 确定工序的组合方式
三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
内部文件，注意保密
三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
内部文件，注意保密
三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
内部文件，注意保密
由于中间两侧窗口部分较深，
外部材料流入比较困难，因 而在拉延前必须增加落料工 序，可以有效地防止窗口部 分破裂 。
压而成
品种繁多：高强度钢板、激光拼焊板、热成型
零件等
二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素
1.2覆盖件要求 减薄
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起皱
减少表 面质量 缺陷 波纹
开裂
形状和 尺寸
减少回弹、 扭曲
凹陷 满足 装配
冲击线
滑移线 刚性要 求 塑性变 形充分 减少 噪音
满足 刚度
二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素
内部文件，注意保密
焊 接 同 步 工 程
3.分析焊接设计的可行性，并按照相应的设计标准完成检查单 4.分析各种材料对相应连接方式的影响，并提出可行性方案 5.完成车身各级别的焊接可行性报告，并将焊点按规范进行编号 6.针对复杂结构的连接，进行3D仿真分析，并提出可行性方案，确保所 有焊点都满足焊枪通过性，且从设计上避免特殊焊枪的使用 7.对车身设计的装配次序、连接的工艺等进行完整的可行性分析，并提 交分析报告和优化建议 8.包边设计的可行性分析
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二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素
1.覆盖件相关知识
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构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘 的薄金属板料制成的表面和内部零件。
二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素
1.1覆盖件特点
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结构尺寸大
形状复杂 板料薄：一般由0.7mm至1.5mm的冷轧薄钢板冲
内注意保密
二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素
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应变硬化指数 (n)
硬化指数大时，表示冷变形时硬化显著，对后续变形工序不利， 但由于硬化引起的变形抗力的显著增加，可以抵消毛坯变形处局部
变薄而引起的承载能力的减弱，提高变形的均匀性，使变形后的制
2.板料冲压成形缺陷 2.1.板料成形过程中可能出现两种失稳现象
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拉伸失稳
板料在拉应力作用 下局部出现缩颈或 断裂

压缩失稳
板料在压应力作用下 出现起皱
二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素
2.2.板料成形常见缺陷及应对措施 减薄、开裂
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二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素
件壁厚均匀，刚性好、精度高。
二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素
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材料模型的基本理论
二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素
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成型极限图FLD
二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素
材料成形结果判断
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三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
1.有限单元法
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三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
3.3 全量型静力隐式软件
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这类软件采用全量理论，整个成形过程是从最终的车身覆盖件到初始钢板 （实际上是反向模拟），忽略接触历史。 优点：计算效率很高。 缺点：计算精度还有待提高。 这类软件最适合于产品的设计阶段。这类软件有AF ONE STEP，FASTFORM3D。
1、冲压同步工程
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1、冲压同步工程
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1、冲压同步工程
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1、冲压同步工程
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1、冲压同步工程
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1、冲压同步工程
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1、冲压同步工程
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2、焊接同步工程
1.分析车身装配可行性，按照装配次序完成及维护产品装配树 2.分析设计所需的各种连接方式，并提供建议
焊接可行性分析
装配分析
焊 接 同 步 工 程
一、车身开发同步工程介绍
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要求：
结构 具体 提出产品更改或优化建议 量化 详细更改原因说明 材料 相关支持文件
尺寸
一、车身开发同步工程介绍
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持续交互 同步进行 造型设计 车身结构设计 同步工程工作
TG2数据发布
1、冲压同步工程
三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
内部文件，注意保密
三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
金属有限元法实施步骤
内部文件，注意保密
三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
有限单元的网格划分
内部文件，注意保密
三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
板壳假设
内部文件，注意保密
三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
2.传统与现代工艺分析方法比较
二、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
冲击线
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产生原因
--在成形初期，凸模圆角、凹模圆角及拉延筋接触部分的材料从静摩
擦状态变成动摩擦状态，经过拉伸、弯曲变形后，遗留下加工硬化和变薄
的痕迹线 。

后果 --影响产品美观 解决办法
--适当加大拉延筋的圆角半径； --适当加大凹模圆角； --适当加大工艺补充部分，使得压料后在凹模口内的材料线长大于产品所 需线长，让冲击线脱离产品表面
1、冲压同步工程
1.主断面分析与优化 2.对车身零件的成型性与冲裁进行完整的可行性及有限元分析 3.对零件的基准策略、GD & T进行分析，提交分析结果和优化建议
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产 品 结 构 分 析 与 优 化
4.制定冲压工艺方案，提交DL图
5.优化产品结构，减少模具的复杂性，在保证产品质量的前提下减少模具数量 6.材料验证与优化，在满足零件性能及与成型性条件下，推荐使用价格低廉材料 7.材料利用方案及材料利用率分析，控制单件利用率最优化 8.分析产品成型力 9.对于需要拉延的零件，进行冲压仿真分析
10.对需要进行碰撞耦合分析的零件，进行全工序冲压仿真分析
1、冲压同步工程
内部文件，注意保密
1、冲压同步工程
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1、冲压同步工程
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1、冲压同步工程
内部文件，注意保密
1、冲压同步工程
内部文件，注意保密
1、冲压同步工程
内部文件，注意保密
1、冲压同步工程
内部文件，注意保密
这类软件最初是为冲击、碰撞问题的仿真而开发的。 优点：采用中心差分算法，不需要刚度矩阵的集合、不存在收敛性问题。 特别适合于计算大型车身覆盖件的成形问题。 缺点：为了得 到显著的 计算优势，必须人为地放大真实的凸模速度。为了 抵消由此引起的惯性力，就需要用户在网格大小、质量矩阵、阻尼矩阵等计算 参数的选用上积累丰富的经验。 这类软件有LS-DYNA3D，PAM-STAMP。
起皱、叠料
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二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素
回弹及扭曲
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产生原因
--弹性回弹：与屈服应力、模具间隙、板料厚度等有关 --塑性回弹：塑性变形区释放残余应力的卸载过程

后果
导致冲压件的尺寸、形状与模具工作表面不符
解决办法 --调整产品设计 --调整模具圆角和尺寸 --调整工艺方法（毛料形状、压边力、摩擦状态），增加 拉伸变形以降低回弹 --模具结构方法 --回弹补偿 变压边力
二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素
3.板料成形基本理论及材料因素的影响
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应力：
工程应变：
真实应变：
CAE仿真分析中 使用真实应变
二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素
应变分量 次应变
内部文件，注意保密
主应变
厚度方向应变
二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素
内部文件，注意保密
二、汽车覆盖件冲压成形缺陷及影响因素
内部文件，注意保密
3.2 大步长型静力隐式软件
优点：这类软件对接触算法进行了特殊的改进，把弯曲效应和拉伸效应进 行分离处理，从而可以采用快速的迭代算法，并改善了收敛性。另外，由于采 用静力隐式算法，因此网格的自适应细化等级没有限制，网格最小可以达到 0.5mm，很大的网格和很小的网格可以共存。这类软件的计算效率大为提高。 缺点：由于对接触算法进行了近似处理，因此不能准确地模拟节点接触和 脱离工具的过程，对起皱和屈曲的预测结果也往往较差。 这类软件有AUTOFORM
三、汽车覆盖件冲压成形仿真介绍
确定冲压工序的组合方式
内部文件，注意保密
编制冲压工艺方案时必须尽可能考虑将冲压工序组
合在一起，这样不但可以减少模具数量及操作工位，
2、焊接同步工程
内部文件，注意保密
2、焊接同步工程
内部文件，注意保密
2、焊接同步工程
内部文件，注意保密
3、冲压、焊接同步工程主要输出物
1.零件的功能和冲压可行性分析报告 2.冲压工序图 3.成形仿真分析过程文档，及分析报告 4.制定冲压工艺方案，提交DL图 5.材料的选用或等效替代的分析报告和优化建议 6.材料利用率分析报告和优化建议 7.零件落料尺寸分析报告和优化建议，包括料片轮廓图和排样图 8.模具成本分析报告及优化建议 9.焊接可行性分析报告 10.产品的装配树 11.SE工作相关的DFMEA
先弯外部弯角后弯内部弯角。
对于形状复杂的拉延件，为便于材料变形和流动，应先成形内部形状，再拉延外部形状。 整形或校平工序，应在冲压件基本成形以后进行。
由于覆盖件本身较大，旋转或翻身比较困难，在考虑各道工序的冲压方向时应使工序件在
各个工位之间尽量少旋转和少翻身，在确定送料方向时主要考虑工人操作及定位的方便。
内部文件，注意保密
冲 压 同 步 工 程
造型可行性分析
产品结构分析与优化
1、冲压同步工程
内部文件，注意保密
1.零件结构特征分析、零件分割线分析
造 型 可 行 性 分 析
2.外观R角分析
3.钣金件冲压可行性分析
4.钣金件表面质量如滑移线、冲击线、棱线与圆角的连接性等分析
5.钣金件工艺尺寸及模具采购可行性分析