CN109365622A - 一种b柱热成型零件落料预冲孔工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种B柱热成型零件落料预冲孔工艺，涉及汽车制造领域，为了降低B柱热成型零件因增加漏液孔和减重孔而增加的加工成本，提高生产效率，研究设计热成型零件坯料落料预冲孔工艺，将大部分漏液孔及减重孔在落料模具上冲切完成，同时确保预冲孔孔位在热成型后符合公差要求。本发明提供的B柱热成型零件落料预冲孔工艺，采用落料预冲孔工艺，将零件部分孔采用免激光切割工艺进行加工生产。从而降低激光切割单件耗时约32秒，提高生产效率，降低生产成本。

Description

一种B柱热成型零件落料预冲孔工艺

技术领域

本发明涉及汽车制造领域，具体涉及一种B柱热成型零件落料预冲孔工艺。

背景技术

B柱热成型零件为满足汽车轻量化要求，为了进一步降低车身重量，设计人员在设计B柱零件时，大幅度提高B柱漏液孔的数量及减重孔的数量，孔数量的增加，将会大幅增加制造加工成本。该零件总共有63个孔，按照全部采用激光切孔切边工艺生产，则激光切割单件耗时约125秒，制造成本较高。

发明内容

针对上述，本发明的目的是提供一种B柱热成型零件落料预冲孔工艺

本发明采取的具体技术方案是：

一种B柱热成型零件落料预冲孔工艺，其特征在于包括以下步骤：

(1)B柱预冲孔热成型根据GD&T图纸的要求分析胚料设计；

(2)B柱预冲孔热成型进行CAE仿真模拟分析；

(3)通过实践检验后再次优化CAE仿真模拟分析，做小批量自制件验证；

(4)进行落料模开发；

(5)热成型小批量验证CAE模拟仿真结果的稳定性；

(6)实现批量化生产预冲孔坯料。

进一步的，所述的步骤2中设计可能可开发的预冲孔，尽可能的覆盖漏液孔及减重孔，通过CAE仿真模拟分析进行首轮可行性评估。

进一步的，所述步骤2中共设计31个预落孔。

进一步的，所述的步骤3中验证首轮CAE仿真模拟分析的准确性。将坯料在保护气氛中加热至奥氏体化温度以上保温不低于300秒，然后快速移至压机的热成型模具内进行冲压成型，保压时间不低于10秒，确保零件出模温度低于230℃。

进一步的，所述的步骤4中开发模具，从31个预落孔设计中挑选出CAE分析结果符合要求的18个预落孔。

进一步的，所述的步骤5中18个孔热冲压成型工艺的参数与前面进行的首轮自制件的验证所采用的参数一致，所采用的热成型模具一致，经过CAE仿真分析优化后可以确保在实际生产中稳定的批量生产。

进一步的，所述的步骤6中实现批量化生产步骤为：

(1)增加定位销来定位料片的位置度，确保18个预落孔的孔位及孔径精度在两个步距内公差控制在0.2mm以内；

(2)在第一刀先冲切距离间隔超过100mm以上的预冲孔，第二刀再冲切余下的孔位，尽量避免两个相邻孔位在同一步中切出。

本发明的优点是：本发明的B柱热成型零件落料预冲孔工艺，采用落料预冲孔工艺，将零件部分孔采用免激光切割工艺进行加工生产。从而降低激光切割单件耗时约32秒，提高生产效率，降低生产成本。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图

图2是本发明的落孔件图

图3是本发明的工件成品图

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

B柱预冲孔热成型CAE仿真模拟分析是基于AutoForm软件热成型模块，通过顾客提供的B柱加强板零件进行建模，结合热成型模具的设计理念，完成AutoForm软件的建模参数设置，调整模拟分析过程的摩擦力参数及温度变化调控。优化建模参数使之与实际的冲压环境相近。对模拟冲压结果进行可行性分析。

第一次CAE分析坯料设计是基于现场经验以及GD&T图纸的要求，设计可能可开发的预冲孔，本轮总共设计31个预落孔，尽可能的覆盖漏液孔及减重孔，通过CAE仿真模拟分析进行首轮可行性评估。分析结果可以看出，在模具闭合前50mm时，B柱下段(大头部位)的型腔开始成型，此时下段区域的预冲孔因型腔的成型走料快慢开始出现不同程度的变形。在模具闭合前30mm时，B柱中部的型腔开始冲压成型，由于热冲压是一序成型，因此在B柱中部的型腔较深，坯料在成型过程中走料较为明显，侧壁的预冲孔会随着走料方向变形。在模具闭合前10mm时B柱上段的预落孔随着型腔的成型开始出现不同程度的移位。由于B柱上段的型腔深度较浅，成型过程中预冲孔变形量较小，但由于预落孔设计在成型斜面上，在成型过程中孔位出现不同程度的偏移，便移量在实际热成型模具成型过程中不可控的。

验证首轮CAE仿真模拟分析的准确性。将坯料在保护气氛中加热至奥氏体化温度以上保温不低于300秒，然后快速移至压机的热成型模具内进行冲压成型，保压时间不低于10秒，确保零件出模温度低于230℃。料片坯料线如图1所示。热冲压成型后，预落孔零件如图2所示。

经分析，1)仿真优化结果与实际生产的试验孔位变形方向及孔位偏移方向是一致的，B柱下段孔位沿着材料流动方向拉长，从而导致孔尺寸超差；B柱上段的圆形孔变形量较小，但由于预冲孔所在面在成型过程中往型腔方向收缩严重，导致孔位跟着偏移3mm左右；B柱中部上表面的孔位由于受材料流动性影响较小，孔位基本能够稳定控制。2)型腔越复杂的地方，特别是侧壁的预冲孔孔位变形越明显；3)所有变形量超出公差范围的，都无法通过热成型模具调试来实现孔位的优化。CAE仿真模拟分析结果可以有效的指导现场的模具调试。

结合图2所展示的预冲孔实践试验的结果，不断对首轮的CAE分析结果进行优化分析，对变形的孔位进行优化，尽量控制孔位的变形公差在GD&T图纸要求之内。对一些无法通过优化解决孔位变形的孔，如B柱上段的预冲孔和B柱下段的预冲孔，直接去除。最终从

31个预落孔设计中挑选出CAE分析结果符合要求的18个预落孔。

3、验证CAE模拟仿真结果的稳定性，本文做了连续冲压100套的小批量自制，通过自制件的全尺寸测量来评估CAE仿真结果的准确性，同时也验证本研究课题预冲孔冲压的稳定性。为确保试验的一致性，自制件的热冲压成型工艺的参数与前面进行的首轮自制件的验证所采用的参数一致，所采用的热成型模具一致。

优化后的坯料尺寸如图1所示，总共预冲孔数为18个。这18个孔经过CAE仿真分析优化后可以确保在实际生产中稳定的批量生产，不会受冲压过程中环境、模具等变量的影响而出现孔位严重变形，孔位偏移量超差等问题。

4、前期所有的B柱热冲压零件的坯料全部由本公司的激光切割机切割实现。通过引入连续落料模具方案实现批量化生产预冲孔坯料的能力。(1)增加定位销来定位料片的位置度，确保18个预落孔的孔位及孔径精度在两个步距内公差控制在0.2mm以内；(2)在第一刀先冲切距离间隔超过100mm以上的预冲孔，第二刀再冲切余下的孔位，尽量避免两个相邻孔位在同一步中切出。解决18个预冲孔分布较为集中，刀口密集而导致无法实现连续自动落料问题，从而提高生产效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种B柱热成型零件落料预冲孔工艺，其特征在于包括以下步骤：

(1)B柱预冲孔热成型根据GD&T图纸的要求分析胚料设计；

(2)B柱预冲孔热成型进行CAE仿真模拟分析；

(3)通过实践检验后再次优化CAE仿真模拟分析，做小批量自制件验证；

(4)进行落料模开发；

(5)热成型小批量验证CAE模拟仿真结果的稳定性；

(6)实现批量化生产预冲孔坯料。

2.根据权利要求1所述的B柱热成型零件落料预冲孔工艺步骤，其特征在于所述的步骤2中设计可能可开发的预冲孔，尽可能的覆盖漏液孔及减重孔，通过CAE仿真模拟分析进行首轮可行性评估。

3.根据权利要求1或2所述的B柱热成型零件落料预冲孔工艺步骤，其特征在于所述步骤2中共设计31个预落孔。

4.根据权利要求1所述的B柱热成型零件落料预冲孔工艺步骤，其特征在于所述的步骤3中验证首轮CAE仿真模拟分析的准确性。将坯料在保护气氛中加热至奥氏体化温度以上保温不低于300秒，然后快速移至压机的热成型模具内进行冲压成型，保压时间不低于10秒，确保零件出模温度低于230℃。

5.根据权利要求1或2或3所述的B柱热成型零件落料预冲孔工艺步骤，其特征在于所述的步骤4中开发模具，从31个预落孔设计中挑选出CAE分析结果符合要求的18个预落孔。

6.根据权利要求1或3或5所述的B柱热成型零件落料预冲孔工艺步骤，其特征在于所述的步骤5中18个孔热冲压成型工艺的参数与前面进行的首轮自制件的验证所采用的参数一致，所采用的热成型模具一致，经过CAE仿真分析优化后可以确保在实际生产中稳定的批量生产。

7.根据权利要求1所述的B柱热成型零件落料预冲孔工艺步骤，其特征在于所述的步骤6中实现批量化生产步骤为：

(1)增加定位销来定位料片的位置度，确保18个预落孔的孔位及孔径精度在两个步距内公差控制在0.2mm以内；

(2)在第一刀先冲切距离间隔超过100mm以上的预冲孔，第二刀再冲切余下的孔位，尽量避免两个相邻孔位在同一步中切出。