一种侧围A柱起皱的原因分析和解决办法.docx
一种侧围A柱起皱的原因分析和解决办法侧围外板是影响车身品质的关键冲压件之一，侧围A柱上端起皱问题长期影响着侧围外板成形质量。本文基于某车型产品结构设计和实物状态的研究，结合CAE数值模拟与分析，对侧围外板A柱上端起皱问题进行了系统地原因描述，并给出改进方案和现场验证。侧围外板A柱起皱问题实物缺陷在侧围外板调试期间，现场对单件开展AUDrr评审，A柱上端部位起皱问题明显（图D，严重影响车身外观品质。图1侧围A柱上端起皱问题原因分析导致侧围外板A柱上端品质缺陷的原因，主要为产生缺陷位置的应力应变状态多为拉压变形（图2）,加上产品结构和工艺特点的影响，共同导致了侧围外板在CAE分析过程中存在不同程度的缺陷风险。图2A柱上部的应变状态分析侧围A柱上端只能通过拉延后再侧整形，由于产品结构特点，整形分模线R角与法兰在侧整方向上距离不一致，导致侧整刀块与拉延工序件的板料不同时接触，深度较大的区域首先接触并开始成形；此时深度较浅的区域料片不受控制，处于自由成形状态，两侧进料速度不一致导致此处的平面应变状态为拉压变形，次应变为负值，多余的板料会聚集在最后整形到底的位置并产生起皱。产品结构及工艺优化产品结构保证R角过渡平顺。如图3所示，侧围外板A柱上端台阶斜面的长度b为L4mm,角度。为41。，与翼子板匹配面的深度h1为3.4mm,角度O为17。，局部造型设计得到优化，缓和局部整形材料流动。图3产品A柱上端结构设计参数设置凸筋和法兰边水滴造型。侧围外板A柱上端的R角部位增加2处凸筋。(3)R角中间区域改向内凹设计。侧围外板A柱上端的过渡R角改内凹设计，加宽R角局部宽度，延长过渡区长度L,保证能存储更多的料，降低起皱程度。工艺方案侧围A柱侧整区域采用压料设计(图4)。图4侧围外板侧整压料工艺设计侧整刀块设置沉槽造型，如图5所示。图5侧围侧整刀块结构优化侧围模具开发与产品验证侧围A柱上端部位CAE与实物产品状态对比通过保证整形R角过渡平顺、设置凸筋和法兰边水滴造型、R角中间区域向内凹设计等几项产品优化方案和工艺侧整废料区域采用压料设计、侧整刀块设置沉槽造型等工艺方案优化后，利用AutoForm软件建模并进行冲压件有限元CAE分析，基于侧围外板CAE分析结果对实施方案进行定性与定量评价。结构和工艺优化后的CAE分析结果见图6。(a)到底前3mm状态(b)Wrinkles数值(c)PtWrinkles数值图6结构和工艺优化后的CAE分析结果通过结构和工艺两方面的优化，结合侧围外板CAE的分析结果，在接触前3mm的起皱程度明显优于原产品结构，通过Wrinkles数值分析，大于0.03的起皱得到有效的控制，仅局部区域仍然存在，但不影响焊接面和外观质量，尖点侧壁WrinkIeS数值由0.02降低到0,已无起皱风险。通过PtWrinkleS数值评判潜在的起皱风险，基本上都低于0.03,不存在较大的风险。综上所述，通过产品结构和工艺方案上的优化，A柱上端成形起皱问题得到了极大地改善。通过侧围外板A柱部位状态跟踪，现场根据实际多料的区域调整局部产品造型，存储吸收多余的料，避免多余的料在法兰和R角处集聚导致侧围A柱起皱，随着问题得到完美解决，生产调试过程中继续优化外侧进料阻力，冲压件的最终状态保持稳定（图7）o图7侧围A柱部位最终状态针对侧围外板A柱起皱问题，通过产品、工艺、模具和调试等多个环节的优化与跟踪验证，目前侧围外板产品状态基本达到CAE分析状态，实物面品状态相对于调试阶段得到了大幅提升。本次结合产品优化参数和工艺调试验证，将解决问题的思路和方法进行标准固化，积累了调试经验，降低了开发成本，缩短了开发周期，提高了侧围外板的产品质量。
