基于冲压同步工程侧围外板成形分析及结构改进（一）

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转发自：模具工业

作者：王冲1，李贵2，张学文贾雪1 （l.北京汽车集团有限公司，北京101300； 2·武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉430081）

摘要：描述了冲压同步工程在整车开发过程中的主要目标及作用，通过对某大型汽车企业冲压同步工程具体应用流程的详细分析，说明冲压同步工程在整车开发过程中各个阶段的主要工作内容，以侧围外板为例阐述了冲压同步工程在汽车车身关键零件开发过程中的实际应用。关键词：冲压同步工程；工艺分析；侧围外板中图分类号：TG386．1文献标识码：B文章编号：1 1一2168（2016）03一m29一06 DOI: 10· 16787/j ·cnki · 1001一2168 ·dmi·2016 ·03 · 8

Forming analysis and structure improvement for side-frame outer panel based on stamping simultaneous engineering

WANG Chongl, LI G 2，ZHANG Xue-weni, JIA Xuel

(1.Beijing Automotive Group CO” Ltd., Beijing 101300，China; 2.Sch001 Of Machinery and

Automation，Wuhan University Science and Technology, Wuhan, Hubei 430081，China) Abstract: mam target id action Of stamping simultaneous engineering in the vehicle development process was described. Through analyzing the application procedure Of starnpmg simultaneous engineering a large automobile enterprise，the principal work content each phase Of vehicle development process was illustrated. SO，taking the side-frame outer p祀1 example，the practical application Of stamping simultaneous engineering in auto-body c c p development process was elaborated.

Key words: stamping simultaneous engineering; process analysis; side-frame outer p祀1

冲压同步工程（简称冲压SE）是伴随零件开发过程同步进行的，对关键零部件借助经验数据库及计算机辅助工程（CAE）软件进行冲压可行性分析，用于在模具及工装加工数据冻结发布前判断零件在量产中的质量风险及生产成本，对不合理的零件结构提出设计变更建议，使零件的制造工艺性得到优化。

国内外汽车企业中，同步工程（SE）己成为汽车零件开发过程中必不可少的重要手段，在整个汽车开发周期中需要考虑零件的所有因素，包括质量、成本、进度、周期等要求。冲压SE是指由冲压工艺专业技术人员组成的工作组，在整个汽车开发过程

收稿日期：20巧一日一16。

作者简介：王冲（1986一），男（汉族），河北保定人，工程帅，主要研究领域为汽车车身冲压同步工程。

中密切配合零件设计部门，对整车零件进行冲压成形性能评价，在满足制造要求和零件设计之间找到最优结合点，有效降低设计风险及设计成本。

冲压SE工作贯穿于新车开发的全过程，从了解对标车的关键零件制作工艺开始，到量产车的制作完成，都需要冲压工艺人员的参与。冲压工艺人员主要解决车身零件的冲压工艺问题，快速有效地解决车身设计过程中出现的各种问题，是缩短开发周期和降低开发成本的保证。为此运用DFM(design for manufacturability)方法，将冲压工艺研究与计算机辅助工程相结合，提出冲压同步工程的概念。冲压SE要求冲压工艺人员与零件开发人员一一起集成的、同步参与汽车设计，从开始就考虑到从概念成形到样车制作的所有因素，包括零件质量、制造成本、使用材料、进度计划及用户需求，通过与相关部门人员的良好协作及信息的及时交流，使生产工艺性问题在研发阶段得到解决。

现通过详细阐述冲压SE在汽车开发过程中各个阶段的主要工作内容及任务，就冲压SE工作如何用于指导车身关键零件的结构设计改进提出建议。

2冲压的工作目标

车身开发在整车开发中是非常关键的，冲压SE 是对车身零件开发及其相关过程进行并行、一体化设计的一种工作模式。冲压SE在缩短模具开发周期、降低零件生产成本、提升零件质量、保证开发效率等方面发挥着重要作用，图1所示为冲压SE的主要工作目标。冲压SE工作主要从以下3个方面来实现具体目标。

图1冲压SE主要工作目标简图

（1）冲压SE改善冲压工艺性。零件设计人员因对冲压工艺知识缺乏，车身冲压零件设计不合理，导致在后续模具开发中存在严重质量缺陷，或是模具结构复杂。而冲压SE可以提前发现零件设计的不合理性，优化零件结构设计、改善零件的工艺成形方案，可有效避免后期因零件设计改动而造成零件开发周期长，成本过高，有效提高生产效率。

（2）冲压SE提高材料利用率。零件结构的合理定义可以实现零件各部位结构的实用性以及较高的材料利用率，在冲压SE过程中，可借助c黼分析软件对零件定义材料性能和尺寸进行优化设计和分析，在满足结构强度条件下以期获得最经济最实用的材料牌号以及最高的材料利用率，以降低零件在量产时的生产成本。

〈3）冲压SE实现制造工艺性验证。工艺方案的稳定性是确定零件制造工艺验证中的重要一环，通过冲压SE可以从冲压设备、生产纲领、生产方式等多种影响因素进行综合考虑以确定零件生产方案，优化车身零件制造工艺，以减少模具结构设计存在缺陷的风险。

3冲压SE具体应用流程

冲压SE工作是针对所需制造的零件能否满足

量产要求而展开的同步分析，在整车开发过程的工作内容主要分为4个阶段，即对标车分析阶段、造型设计阶段、零件工程化阶段和样车制作阶段。在整个开发周期中，冲压SE工作对车身零件的设计优化起着关键作用。图2所示为冲压SE在整车开发过程中的应用流程图。

新车开发前期介入冲压SE，对零件设计初期进行成形性分析和模具工程预分析，及早发现制造工艺及成本问题，对造型及关键特征进行合理优化。在零件工程化阶段，依据具体数据从零件品质、模具结构、可操作性、制造成本等因素出发，对关键零件的成形性及工艺性进行审查，提出工程更改申请书(ECR) ,及时反馈给零件设计部门，并跟踪零件结构变更后的状态进行分析。经过与零件工程师进行技术交流，使零件结构达到最优。在样车制作阶段，冲压SE主要是验证零件成形性，评估量产可行性。对于存在成形缺陷的零件需要分析问题产生的原因并判断量产时的质量风险，提出进一步优化零件设计的建议。

在整车开发过程中通过几轮冲压SE分析，车身零件的工艺性会得到最大程度的优化，使零件量产时的调试成功率显著提高。同时经过不断总结积累经验，以零件为单位建立一个丰富智能的冲压SE 数据库，以供后续新车开发中零件设计及冲压SE工作作为参考。

4汽车侧围外板案例分析

以某车型的侧围外板为例说明如何通过冲压 SE实现优化零件结构的过程，并提出具体的优化方案。

4 · 1零件介绍

图3所示为某侧围外板零件，零件材料为 DC06，料厚为0·7mm，拟采用自动化方式进行生产。现从冲压SE的开发思路对零件冲压成形性、工艺方案、材料性能及利用率等方面进行优化分析。

4·2冲压CAE建模与分析

采用冲压CAE软件Autoform4 ·4版本对零件的冲压工艺方案进行建模，并对其冲压成形性进行仿真模拟。初始设定的坯料形状及尺寸如图4所示，初始具体的成形模拟参数设置：压边力为2 200 kN：压边圈行程设为225 mm；摩擦因数为0 ·巧：最小

图4零件坯料形状尺寸

图3 零件

单元尺寸为1.5 mm

通过对坯料尺寸、拉深筋形状及位置、工艺补充面、压料力等冲压成形工艺条件和参数进行反复调整，经多次模拟分析，直至最佳的材料流动，以达

到最大限度成形出合格拉深件的目的。图5所示为板料成形后的拉深件示意图。