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汽车外覆盖件【滑移线】问题及其常见解决策略

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滑移线定义与产生机理

滑移线通常在冲压成形后金属板料在非接触面上形成的可见带状曲线,主要在拉延工序产生。板料在成型过程中与凸模表面的棱线以一定的速度接触,发生硬化导致接触部分变形,随着拉深的进行,变形部位受到不均匀拉应力的作用产生位移,与棱线接触后产生交叉方向位移而留下的痕迹,就是滑移线。

查看滑移线可以先从背面查看,背面会有一个明显的划痕条,且可以查看划痕的方向。正面可能无法直接看出,可以用150mm备件油石打磨确认,表现为滑移范围无法连线。较为严重的滑移线,在经过电泳喷漆后,缺陷部位光影错位明显,属于B级缺陷。这类缺陷,最佳解决时机是在SE阶段。

冲压覆盖件滑移线是一种在汽车覆盖件冲压生产过程中常见的表面缺陷,主要集中于车身外表面的特征线上,如腰线、机盖造型线、行李厢弯折线等,这些位置是体现车辆造型特征的地方,滑移线缺陷频发。


滑移线影响因素与解决方案

棱线R角越小对板料接触部分产生的压强也就越大,变形也就严重,缺陷更加明显,所以,需要在SE阶段确认造型意图,若非执念于锐棱,则可以适当放大R角度来减轻滑移线,按实际设计经验,棱线断面R 需要放大到零件料厚的15 ~20 倍。这里需要注意,由于造型棱线通常采用等弦长圆角,这时候的R角是可以通过张度控制的,即较大的弦长可能会有较小的R角。

棱线的两侧面的夹角,若夹角较小,则会显得更加锐利,所以,会相对更早的接触到板料,从而导致滑移线的长度较长程度较深。但是,夹角和圆角受到造型的驱动,我们给出建议但是可能无法阻止实施,所以我们还要刀刃向内,从冲压工艺方面解决问题。

冲压方向对滑移线的影响是最大的因素之一,所以,要选择特征线两侧面与冲压方向夹角基本相同的方向。目的是,既然无法避免锐棱及其与板料的基础,那么就让他接触之后,材料以此为界限,向两侧延展,过程中硬化的材料始终在R角内部,不要流出。这里有个问题,若产品有多个特征线呢?

压料力及拉深筋的成型阻力不均衡也会影响滑移线的长度,这就如同两拨人拔河,地面的白线就是锐棱,绳子中间的红绳就是材料与锐棱的接触点,最好的状态就是两拨人势均力敌,红绳与白线始终对应,而队伍却呈现出与发力前不同的姿态,绳子同步拉长。这里需要提醒,如果两侧出现拉锯状态,可能会发现滑移线分别向两侧滑移过。这时候,需要调整压边力和拉深筋来调整。

工艺补充造型也是影响到滑移线,本质上是要尽量避免棱线与板料过早接触,所以,有时候会在工艺补充面做凸包,成型过程中支撑板料,整个成形过程中减少了成型过程中板料与凸模棱线的接触时间。但是,这个会导致板料的浪费,也与我们包凸模的理念不同,需要综合评估。

最后,材料特性:材料的塑性、硬化特性等也会影响滑移线的产生,一些材料在拉伸过程中更容易产生硬化,从而形成滑移线。


滑移线的评价方法

在CAE软件越来越成熟的今天,我们通常通过仿真来评估滑移线的长度,通常有三个评价指标。

第一个,物理滑移,通过设置评估圆角范围及压力,来查看滑移线的长度,下图为示意图,可见滑移线虽然有,但是在产品圆角内部,所以不会造成缺陷。这里需要澄清两个参数:Radius是看多小的圆角我们来检查,其百分比指的是料厚的倍数;Pressure指的是抗拉强度的百分比,通常严格控制时会考虑设置为0。

第二个,反弯曲应变,反弯曲应变是指在冲压成形过程中,板料在凸模圆角处发生的弯曲变形。如果反弯曲应变超过一定范围,则可能导致滑移线的产生。反弯曲应变的阈值,通常钢板设置为0.008,铝板设置为0.005,通常我们做如此的控制,然而,在实际中,超过这个值有时候缺陷也可以接受的。

第三个,最大接触压力,接触应力反映的是由模具作用产生的加载在料片上的法向力,通过检查模具表面的应力状态可以评估成形过程中模具失效的风险。最大接触力为该处在整个模拟过程中出现过的最大接触压力。一般最大接触压力不大于材料本身的屈服强度的10%,认为此处滑移结外观品质不产生影响。

滑移线的产生机理是多方面的,涉及材料特性、模具设计、工艺参数等多个因素,因此在实际生产中需要综合考虑这些因素,采取相应的措施来预防和减少滑移线的产生。

来源:CATIA模具设计应用
汽车材料控制模具
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首次发布时间:2024-06-23
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恒拱
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