前侧围挡风玻璃搭接处侧整形起皱问题解决方案

摘要：侧整形法兰右侧为零件造型区域，无法像常规造型增加凹坑吸皱，侧整形时材料堆积，无处释放，受力方向以灰色箭头方向为主，缺少白色箭头方向的拉扯力（见图1（b）），起皱现象较常规侧围严重，需要分析制定解决起皱的方案。

1拉深方案

1.1拉深造型风险评估

侧整形法兰右侧为零件造型区域，无法像常规造型增加凹坑吸皱，侧整形时材料堆积，无处释放，受力方向以灰色箭头方向为主，缺少白色箭头方向的拉扯力（见图1（b）），起皱现象较常规侧围严重，需要分析制定解决起皱的方案。

前侧围挡风玻璃搭接处拉深造型按常规设定，但需要尽可能贴近零件，保留零件无负角的区域，将零件面延伸后增加斜面，斜面角度尽量小，目的是减少整形量，以降低起皱风险。调小过拉深斜面角度的同时，也要考虑开裂情况，拉深后的减薄率对侧整形的开裂情况也有影响，同时零件顶部为外观面，需考虑主应变、应力比等外观参数，不能为了侧整形不开裂而减少拉深筋系数，导致材料流动过多，造成成形零件质量缺陷。前挡风玻璃搭接处顶部外观面还存在外观棱线，如图2所示R角区域，拉深筋的调试还要考虑滑移线跟冲击线的情况，另外侧整形时，若整形量过大，压料板压料力又不足，会使材料从A面（外观面）区域流入过多，导致A面留下划痕，影响表面成形质量。斜面与零件延伸面相交 R角需达到 R20 mm以上，避免侧整形后留下痕迹，但R角又不能过大，R角越大，侧壁距离零件越远，导致整形量变大，起皱严重。考虑侧整形需要压料，零件右侧需要拉深到位，该区域成形复杂，多种条件相互干涉制约，综合考虑，取相对较优方案。

1.2确定拉深造型

通过CAE分析并结合实际情况，设定拉深造型如图3所示，斜面按1°处理，交接R角按R50 mm左右处理。

前侧围挡风玻璃搭接处负角造型如图4所示，没有整块区域较为统一的侧整形角度，在当前侧整形角度下，零件A处角度为1.5°，B处角度为12°，相差 10.5°，且造型两端深浅不一，A处深度 27 mm，B 处深度 11 mm。前期分析时，提供工程设变申请（engineering change request，ECR），修改零件型面的角度并将造型深度更改为一致，但客户不同意更改设变，侧整形时，刀块接触材料存在先后顺序，无法同时进行，存在材料往一边流动的现象，造成起皱叠料。

2.1自由整形方案

前期模拟分析时，修边到位，直接侧整形，如图 5所示，法兰面成形到底前5 mm时，多处出现大鼓包；成形到底前1.5 mm时，大鼓包变成小且密集的波纹，起皱严重。自由整形不合理，需要保留废料，采用压料的方式整形。

2.2压料整形方案

初始压料整形方案造型如图6所示，延伸法兰面，在法兰延伸面上设置一个斜面，斜面分别与法兰面及拉深造型面相交，形成一处台阶面，台阶面沿法兰料边线布置，最终深度按照倒角后R角边界距离法兰料边5 mm左右设定。由于压料工艺的设置固定大部分材料的流动，法兰大部分面积的起皱得到解决，但右侧圆圈处的起皱依然严重，侧整形时材料从左往右流动，堆积在此处，起皱无法消除，跟自由整形时一样，波纹由大变小，变得更严重，如图7所示，侧整形到底后，潜在起皱数值偏大，如图8 所示，该区域存在较大起皱风险。

2.3优化废料区造型

分析起皱原因，如图9所示，观察起皱波纹的形状跟方向，发现材料缺少箭头方向的拉深，箭头右侧为零件区域无法改动，只能从左侧废料区考虑，设计不同的造型，验证整形起皱结果。

2.3.1废料区造型优化方案一

如图10所示，修改废料区造型，在起皱区域底部废料区增加5 mm高的凸筋，可以起到支撑材料的作用，且成形到底时额外增加了吸皱作用，结果如图11、图12所示，侧整形到底潜在起皱值降低，成形过程中起皱有所改善，但侧整形到底前1 mm，存在开裂风险，侧整形到底时开裂，起皱问题未完全解决，却新增开裂问题。

由于成形零件空间有限，凸筋难以加高，凸筋的范围也难以延伸至起皱严重的区域，凸筋高度比初始整形方案的造型高度低4 mm左右，支撑材料作用下降，在整形过程中对起皱优化的作用减弱，零件也有较大开裂风险，且凸筋越高，开裂越严重，此方案不可行。

2.3.2废料区造型优化方案二

修改侧整形造型，使台阶尽可能贴近零件，局部 R 角由 R8 mm 缩小为 R3 mm，如图 13 所示，但 R 角不能设计过小而导致开裂，目的是使该处造型提前接触材料，箭头处的支撑作用加强，加大对零件的拉扯，结果如图 14、图 15所示，与优化前方案相比，成形过程中起皱有所改善，侧整形到底潜在起皱值有所降低，起皱面积减少，有所好转。

2.3.3废料区造型优化方案三

由于方案一不可行，考虑在方案二的基础上进行优化。方案二台阶造型距离起皱区域过近，且起皱区域最后整形，台阶造型支撑材料时，起皱已形成，考虑将台阶造型左移，使其提前触碰零件成形区域，支撑材料的时间提前，同时起皱区域的台阶降低，扩大起皱区域的空间，使侧整形刀块运动过程中对起皱面拉伸加大，造型如图16所示，结果如图17、图18所示，成形过程中起皱明显好转，仅箭头处还存在鼓包，侧整形到底潜在起皱参数不达标的范围也减少。

2.3.4废料区造型优化方案四

在方案三的基础上，考虑增加一个凹坑，加大对鼓包处的拉力，但是凹坑不能太深，由于工序3压料整形工艺保留了废料，工序4需要侧修边，凹坑过深可能造成放置工序件时干涉侧修凸模。沿法兰料边线按冲压方向拉平面，凹坑最多只能设置2 mm 深左右，凹坑侧壁面延伸至底部，侧整形刀块触料时优先碰到，使原有鼓包的材料被扯平，与左侧台阶造型形成拉扯，达到缓解起皱的目的，侧整形到底时，凹坑还起吸皱的作用，如图19所示。方案四结果如图20、图21所示，成形过程中起皱、鼓包基本消除，侧整形到底只剩局部潜在起皱数值略微超过 0.01，考虑现场根据实际情况增加强压处理。