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過度陡峭的曲面:如車門下沿若設(shè)計(jì)成>60° 的陡峭曲面,沖壓時(shí)材料流動(dòng)受阻,易出現(xiàn)局部拉薄甚至開裂,需將陡峭區(qū)域優(yōu)化為平緩過渡(坡度≤45°),或通過 “分區(qū)域沖壓” 拆分復(fù)雜曲面;
過小的曲面圓角:造型中若存在 R≤3mm 的尖角(如引擎蓋與前保險(xiǎn)杠銜接處),沖壓時(shí)應(yīng)力集中易導(dǎo)致模具崩刃、零件開裂,需將圓角放大至 R≥5mm(根據(jù)材料厚度調(diào)整,厚鋼板可適當(dāng)減?。?,同時(shí)保留造型的視覺銳利感。
確保曲面連續(xù)性:車門與車頂銜接的曲面需達(dá)到 G2 級(jí)連續(xù)(曲率連續(xù)),避免出現(xiàn) “臺(tái)階式” 接縫,否則沖壓后零件表面會(huì)出現(xiàn)明顯印痕;
控制曲面網(wǎng)格密度:曲面網(wǎng)格劃分過粗會(huì)導(dǎo)致模具加工精度不足,過細(xì)則增加加工成本,需根據(jù)零件尺寸設(shè)定網(wǎng)格精度(如覆蓋件曲面網(wǎng)格公差≤0.05mm),兼顧精度與效率。
大面積平緩曲面(如車頂):模具曲面需保留 0.5°-1° 的 “微小拔模斜度”,避免沖壓后零件與模具粘連,同時(shí)確保材料均勻拉伸,減少回彈;
復(fù)雜曲率曲面(如車門腰線):需在腰線凸起區(qū)域兩側(cè)設(shè)計(jì) “過渡曲面”(寬度≥20mm),引導(dǎo)材料向凸起處流動(dòng),防止因材料供應(yīng)不足導(dǎo)致局部拉裂,過渡曲面的曲率變化率需≤0.1mm?1,避免應(yīng)力集中。
邊緣圓角優(yōu)化:模具刃口處的曲面圓角需根據(jù)材料厚度調(diào)整,如 1.2mm 厚的冷軋鋼板,模具刃口圓角應(yīng)設(shè)計(jì)為 R1.5-R2mm,既保證材料順利通過刃口,又避免應(yīng)力集中導(dǎo)致零件邊緣開裂;
隱藏式筋條補(bǔ)充:對(duì)于大面積薄型覆蓋件(如引擎蓋,厚度≤1.0mm),若車身造型要求曲面平整,需在模具曲面背面設(shè)計(jì) “隱形加強(qiáng)筋”(高度 3-5mm,間距 150-200mm),既不影響外觀,又能增強(qiáng)零件剛性,減少?zèng)_壓回彈,筋條曲面需與主體曲面平滑銜接,避免出現(xiàn)臺(tái)階。
模具曲面邊緣需預(yù)留 “壓邊區(qū)域”(寬度 15-25mm),壓邊區(qū)域的曲面平整度公差≤0.02mm,確保壓邊圈能均勻壓緊板材,防止材料在沖壓過程中起皺;
對(duì)于帶有翻邊的覆蓋件(如車門下緣翻邊),模具翻邊曲面需與壓邊圈曲面形成 “互補(bǔ)角度”(翻邊角度與壓邊圈角度差≤5°),避免翻邊過程中材料褶皺。
成形極限圖(FLD)分析:通過仿真查看板材在模具曲面內(nèi)的拉伸程度,若某區(qū)域進(jìn)入 FLD 的 “開裂區(qū)”,需調(diào)整對(duì)應(yīng)模具曲面的坡度(如減小陡峭度)或增加材料流動(dòng)通道;
應(yīng)力分布分析:若仿真顯示模具曲面某區(qū)域應(yīng)力集中(如引擎蓋轉(zhuǎn)角處),需優(yōu)化該區(qū)域的曲面圓角(增大圓角半徑)或增加過渡曲面,分散應(yīng)力;
回彈量分析:覆蓋件沖壓后易出現(xiàn)回彈(如車門曲面回彈量 0.5-1mm),需根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)模具曲面進(jìn)行 “預(yù)補(bǔ)償” 設(shè)計(jì),如將模具曲面按回彈方向反向偏移 0.8mm,確保沖壓后零件回彈至設(shè)計(jì)尺寸。
若零件表面出現(xiàn) “波浪形起皺”,說明對(duì)應(yīng)模具曲面的材料流動(dòng)不暢,需打磨模具曲面的過渡區(qū)域,增大材料流動(dòng)空間;
若零件邊緣出現(xiàn) “拉裂痕跡”,需檢查模具刃口曲面的圓角,適當(dāng)放大圓角半徑(如從 R1.5mm 調(diào)整為 R2.0mm),同時(shí)優(yōu)化沖壓壓力參數(shù)。
將腰線凸起處的曲面坡度從 65° 調(diào)整為 48°,并增加 15mm 寬的過渡曲面;
將模具刃口圓角從 R1.2mm 放大至 R1.8mm,減少應(yīng)力集中;
通過 CAE 仿真預(yù)補(bǔ)償車門曲面回彈量 0.7mm,最終試模一次成功,零件既還原了腰線造型,又無開裂、起皺缺陷。
