桥壳后盖拉深新工艺

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Automobile Technology & Material - - WORKSHOP SOLUTION -

谢连庆1 徐成林1 李祎1 关雨墙1 王强2 倪大龙1 郑生虎1 赵振声1 1. 130011;2. ( 一汽解放汽车有限公司商用车开发院,长春 一汽解放汽车有限公司车桥分公司,长春130011)

摘要:桥壳后盖法兰翘曲变形过大影响桥壳焊接质量,易造成开焊、漏油缺陷。利用有限元模拟分析后盖法兰翘曲原因,根据分析结果开发出后盖拉深新工艺,通过镦挤圆角区域消除圆角区周向凸起、减小制件扭曲变形、控制回弹,从而减小制件法兰翘曲变形,并设计拉深模具进行试验验证,充分证明新工艺在解决后盖法兰翘曲问题上的效果。关键词:桥壳后盖 法兰翘曲 变形TG386.3+2 B Doi:10.19710/j.cnki.1003-8817.20180260中图分类号: 文献标识码:

1 桥壳后盖生产工艺现状

冲焊桥壳是中重型车桥壳主要形式,主要由半

1壳、后盖、加强圈、支架、轴头等组成,图 为某型号

2016桥壳 年度损坏形式分布,后盖焊缝裂纹占比达

65%, 2到 是最主要损坏形式。图 为由后盖焊缝裂纹导致桥总成漏油失效的索赔件。后盖法兰翘曲是影响后盖焊缝质量的主要因素之一,本文对现有后盖拉深工艺进行模拟分析,结合现生产现状,提出后盖法兰翘曲问题解决方案并对新工艺进行模

6 mm拟分析和试验验证。桥壳后盖多采用 以上钢板冷冲成形,主要成形工序包括拉深、修边冲孔,成形设备有液压机和机械压机两种,设备吨位一般在1 000吨左右。为使桥壳内腔空间最优化,后盖产品一般采用类似图 所示非对称结构,此类结构在制件拉深时 1983-),作者简介:谢连庆( 男,高级工程师,本科,研究方向为冲压技术。 由于形状不对称,各截面变形程度差异大,脱模后回弹量差别较大,造成法兰翘曲变形大,现生产中8 mm 4

厚后盖产品法兰翘曲状态如图 所示,翘曲量3 mm最大达到 以上,严重影响后盖焊接质量。 5现生产中桥壳后盖拉深模具结构如图 所示,后盖成形力大,模座与压边圈均为铸造材质,现生

9 1产模具上垫块 尺寸较小,上底板压靠上垫块1 7容易造成上底板 和压边圈 局部压堆变形,需要做镶块防止压堆变形。拉深过程中随着法兰增8 5 9厚,压边圈镶块 与凹模 间隙增大,上垫块 与凹5模 脱离接触,法兰靠压边圈压力约束,压边圈上9垫块 起到成形终了时防止模具偏载过大的平衡作用。

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根据现生产某型号后盖产品实际工况建立图所示分析模型对后盖拉深过程进行模拟分析,成形

800 55 7力 吨,压边力 吨,分析结果如图 所示,成形终了时,凸、凹模将制件压靠,凹模圆角部位坯料无模具约束,压边力不足以抵抗法兰变形抗力,造成制件圆角区周向凸起,制件法兰翘曲变形严重。 100为控制过多材料拉入模具,压边力提高到8吨,模拟分析结果如图 所示,圆角部位仍存在周 55 t 100 t向凸起。采用 、 压边力时,拉深制件与理9论模型对比状态剖视图如图 所示,由对比图可见,增加压边力后,法兰翘曲变形未能得到明显改4.1 mm,善,法兰周向翘曲量最大达到 法兰与产品5 mm理论模型偏差达到 以上。考虑到模具强度和设备设顶出力极限,压边力无法再做过大调整,只能从工艺上解决法兰翘曲变形问题。

2 后盖拉深新工艺 2.1 后盖拉深新工艺技术方案

根据对传统后盖拉深工艺模拟分析结果,法兰翘曲主要由拉深制件回弹、结构不对称导致的回弹后制件扭曲变形、圆角区域周向凸起三个因素造成。在拉深终了时将制件法兰圆角附近区域镦靠,可以加大局部变形程度,有效控制拉深制件

回弹、扭曲变形和圆角区域周向凸起,从而有效减小法兰翘曲变形。 10局部镦靠方案分析模型如图 所示,成形力、800 55压边力与现生产状态一致,分别选择 吨、 吨, 11分析结果如图 所示,圆角区周向凸起现象完全消12除,拉深制件与零件状态对比如图 所示,法兰翘曲变形得到明显改善,拉深制件与零件理论模型圆1 mm角部位基本重合,法兰周向翘曲量小于 。

2.2 后盖拉深新工艺试验

根据后盖拉深模拟分析结果,设计一套后盖13 1拉深模具,如图 所示,模具间隙取 倍料厚,拉深时法兰增厚被拉入凹模,增厚区位于法兰和凹4 5模圆角附近区域,成形终了时,凸 与凹模 将制件法兰圆角附近区域镦靠,实现减小法兰翘曲目800 55 5 s,的,成形力 吨,压边力 吨,保压 对拉深制件修边后的成品试验件进行检测,试验件状态及14- 16检测结果如图 图 所示,后盖法兰翘曲量小1 mm,于 与模拟分析结果一致。导板压边圈上底板凸模镶块

图7 55 t压边力分析结果-未脱模状态

图8 100 t压边力分析结果-未脱模状态

图16 后盖成品试验件检测结果

图14 后盖成品试验件

图15 检测位置示意图

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