专利名称：梁架件的制造工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车组件的制造工艺，尤其涉及针对高强度厚板料梁架件的制造工艺方法。
背景技术：
目前在汽车制造领域中，车身高强度厚板料的梁架件采用拉延工艺。拉延工艺的简单过程请参见图1A和1B，图1A示出了拉延前的状态，凹模12位于凸模11的上方，拉延前的金属板料14位于凹模12和凸模11之间，压边圈13在金属板料14下方且位于两侧。图1B示出了拉延完成后的状态。用传统的拉延工艺，材料利用率低，回弹扭曲严重，成形力大对设备要求高。以常见的前纵梁为例一般为材料利用率为50-55%左右，使用1400吨双动压力机。这就使得材料成本很高，浪费严重，模具调试难度大、周期长，而且对设备要求高不利于产能排布。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种梁架件的制造工艺方法，大幅提高材料利用率、减少回弹量、扭曲量，降低成形力以便降低对冲压设备吨位的要求。本发明的技术方案为:本发明揭示了一种梁架件的制造工艺方法，包括:通过直接成型的结构方式实现梁架件板料成形；使用板成形模拟软件通过直接成型结构方式设置模拟进行梁架件的成型性分析；检查零件成型过程状态；检查零件开裂情况；检查零件起皱情况；进行局部起皱的优化；进行坯料线的优化；根据模拟优化后的结果设计制作调试模具，利用模具生产零件。根据本发明的梁架件的制造工艺方法的实施例，所述板成形模拟软件包括Autoform模拟软件。根据本发明的梁架件的制造工艺方法的实施例，所述局部起皱的优化是通过在凸模上增加局部压料块。根据本发明的梁架件的制造工艺方法的实施例，所述坯料线的优化是通过迭代运算调整坯料线。根据本发明的梁架件的制造工艺方法的实施例，使用板成形模拟软件通过直接成型结构方式设置模拟进行梁架件的成型性分析的步骤包括:在初始过程中，将成型前的板料放置在凸模的下方、凹模的上方，下压料板被放置在板料和凹模之间；
凸模向下运动与压料板贴合压住板料后一起向凹模方向移动，运动至凸模和凹模贴合前一定距离时，凸模上的局部压料块开始与凹模接触压住板成形模拟软件的成型分析中板料出现起皱的位置，然后凸模和下压料板继续向凹模方向运动直至凸凹模贴合，模拟成型完成。根据本发明的梁架件的制造工艺方法的实施例，所述成型前的板料所使用的压料形式是中间的压料板。本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明的方案是通过直接成型的结构方式而不是拉延方式实现梁架件板料成形。其中使用板成形模拟软件通过直接成型结构方式设置模拟进行梁架件的成型性分析，检查零件成型过程状态，检查零件开裂情况，检查零件起皱情况，进行局部起皱的优化，进行坯料线的优化，最后根据模拟优化后的结果设计制作调试模具，利用模具生产零件。传统的拉延为板料外圈压料，压边圈压料部分为后续切除的废料，而本发明的直接成型为中间压料板压料，板料成型后的边界线为最终产品边界或仅超出产品边界5mm，后续切除，直接成型后要求零件边界为最终产品边界的部分需要通过调整落料尺寸线实现。具体而言，相较于传统的拉延工艺，本发明的直接成型具有以下的优点:1.传统拉延工艺所需板料比本发明的要大，因为压边圈处产生了大量需要切除的废料，材料利用率大幅提高。以前纵梁为例，直接成型相比拉延材料利用率提高25%左右；
2.对于高强度厚板料的梁架件来说，模具的主要调试工作就是解决零件的回弹和扭曲导致的尺寸偏差，直接成型没有板料外圈的压料，板料的弹塑性变形小，成形后的残余应力小，这样零件的回弹量、扭曲量非常小，这样大大减小了模具的调试难度和周期；3.传统拉延所需成形力要远大于直接成型。例如前纵梁直接成型的成形力为800吨，选择1000吨压力机即可；而拉延成形力为1150吨，至少要选择1400吨的压力机。可见直接成型对设备的要求明显降低。
图1A和IB示出了传统的拉延工艺的简单过程的示意图。图2A和2B示出了本发明的梁架件的制造工艺方法的简单示意图。图3示出了板成形模拟软件的设置示意图。图4A-4C示出了板成形模拟软件的模拟过程的断面图。图5示出了板成形模拟软件的模拟设置优化的示意图。图6示出了板成形模拟软件中零件坯料线的优化示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。图2A和2B示出了本发明的梁架件的制造工艺方法的实施例的简单过程。第一步，使用板成形模拟软件通过直接成形结构的方式设置模拟进行梁架件的成型性分析，以保证其可以使用直接成型工艺。其中的板成形模拟软件可以是Autoform模拟软件。如图3所示，凸模21位于凹模22上方，成型前的板料24(例如是中间压料板)放置在凸模21和凹模22中间，下压料板23安装在板料24的下方，即板料24和凹模22之间。整个模拟过程如图4A-4C所示，在图4A所示的初始过程中，将成型前的板料24放置在凸模21的下方、凹模22的上方，下压料板23被放置在板料24和凹模22之间。如图4B所示的中间过程，凸模21向下运动与下压料板23贴合压住板料后一起向凹模22方向移动，运动至凸模21和凹模22贴合前一定距离时，凸模21上的局部压料块开始与凹模22接触压住Autoform成型分析中板料出现起皱的位置，以前纵梁为例约35-40_左右，使用4个氮气弹簧，产生的压料力为25吨左右，然后凸模21和下压料板23继续向凹模方向运动。如图4C所示的结束点，凸模下降至下死点，即凸模和凹模贴合在一起，模拟成型完成，完成后的状态如图2B所示，成型后的金属板料25被处理成如图2B所示的形状。第二步，检查零件成型过程状态是否良好。第三步，检查零件开裂情况，例如从模拟情况来看，是否剪薄不大，是否有开裂现象发生。第四步，检查零件起皱情况，例如局部起皱的部分是否需要改善。第五步，进行局部起皱的优化。如果在第四步中检查出需要改善的局部起皱部分，则对第一步模拟的工具设置进行优化，通过板成形模拟软件中的工具设置增加局部压料块26。第六步，进行坯料线的优化。通过反复的迭代运算准确的调整好板料的坯料线，使成型后的零件边界线27即为最终产品边界或仅超出产品边界5mm，然后基于切边线28切边去除，最大限度的减少废料的产生，相比拉延，材料利用率提高25%。第七步，根据模拟优化后的结果设计制作调试模具，利用模具生产零件。上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的发明范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书所提到的创新性特征的最大范围。
权利要求
1.一种梁架件的制造工艺方法，包括: 通过直接成型的结构方式实现梁架件板料成形； 使用板成形模拟软件通过直接成型结构方式设置模拟进行梁架件的成型性分析； 检查零件成型过程状态； 检查零件开裂情况； 检查零件起皱情况； 进行局部起皱的优化； 进行坯料线的优化； 根据模拟优化后的结果设计制作调试模具，利用模具生产零件。
2.根据权利要求1所述的梁架件的制造工艺方法，其特征在于，所述板成形模拟软件包括Autoform模拟软件。
3.根据权利要求1所述的梁架件的制造工艺方法，其特征在于，所述局部起皱的优化是通过在凸模上增加局部压料块。
4.根据权利要求1所述的梁架件的制造工艺方法，其特征在于，所述坯料线的优化是通过迭代运算调整坯料线。
5.根据权利要求1所述的梁架件的制造工艺方法，其特征在于，使用板成形模拟软件通过直接成型结构方式设置模拟进行梁架件的成型性分析的步骤包括: 在初始过程中，将成型前的板料放置在凸模的下方、凹模的上方，下压料板被放置在板料和凹模之间； 凸模向下运动与压料板贴合压住板料后一起向凹模方向移动，运动至凸模和凹模贴合前一定距离时，凸模上的局部压料块开始与凹模接触压住板成形模拟软件的成型分析中板料出现起皱的位置，然后凸模和下压料板继续向凹模方向运动直至凸凹模贴合，模拟成型完成。
6.根据权利要求5所述的梁架件的制造工艺方法，其特征在于，所述成型前的板料所使用的压料形式是中间的压料板。
全文摘要
本发明公开了一种梁架件的制造工艺方法，大幅提高材料利用率、减少回弹量、扭曲量，降低成形力以便降低对冲压设备吨位的要求。其技术方案为方法包括使用板成形模拟软件通过直接成型结构方式设置模拟进行梁架件的成型性分析检查零件成型过程状态；检查零件开裂情况；检查零件起皱情况；进行局部起皱的优化；进行坯料线的优化；根据模拟优化后的结果设计制作调试模具，利用模具生产零件。
文档编号B21D31/00GK103182420SQ20111044870
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者宋桂军, 涂小文, 童亚平 申请人:上海大众汽车有限公司