同步工程(SE,Simultaneous Engineering)是指對(duì)產(chǎn)品與工藝、工裝的開發(fā),產(chǎn)品與質(zhì)量目標(biāo)同步規(guī)劃,使開發(fā)者從概念開始就考慮其他子系統(tǒng)的接口和需求,考慮后續(xù)工藝、工裝的水平和能力以及質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)要求,即開發(fā)時(shí)就考慮到整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi)的所有因素(包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度和用戶要求)的一種系統(tǒng)方法。
工藝、工裝人員從概念設(shè)計(jì)階段就要加入到車身設(shè)計(jì)工作中,將必要的工藝約束條件提前引入進(jìn)來,并對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中可能發(fā)生,并影響質(zhì)量、成本和周期的問題,進(jìn)行識(shí)別和分析,通過和造型、產(chǎn)品等部門的溝通討論,在數(shù)據(jù)階段,提前解決產(chǎn)品數(shù)據(jù)上存在的、絕大多數(shù)的工藝問題。
沖壓同步工程在新車型開發(fā)中的應(yīng)用
新車型數(shù)據(jù)主要包括CAS、主斷面和產(chǎn)品數(shù)模。沖壓需要針對(duì)沖壓件成形性、材料利用率,模具成本、結(jié)構(gòu)可行性、生產(chǎn)穩(wěn)定性和設(shè)備適用性等方面,開展同步工程分析。
CAS分析
CAS(Concept A Surface)是指汽車初步造型面,就是在造型前期效果圖出來后,先在電腦中借助三維軟件做一個(gè)初步的三維造型曲面出來,用作前期評(píng)審、造型細(xì)化,以及總布置和各種前期可行性分析。
⑴分縫和外觀R角檢查。
在前期的外CAS面上,車身分縫和外觀R角(包含特征棱線R角)會(huì)逐步確定。沖壓SE要對(duì)CAS面上的分縫和外觀R角(包含棱線R角)等進(jìn)行以下檢查:
1)分縫是否合理,沖壓工藝是否能夠?qū)崿F(xiàn);
2)分縫是否會(huì)造成產(chǎn)品表面質(zhì)量缺陷;
3)分縫是否會(huì)導(dǎo)致模具局部強(qiáng)度偏弱;
4)分縫是否會(huì)導(dǎo)致制件材料利用率偏低;如圖1所示,A點(diǎn)同時(shí)是發(fā)蓋和翼子板兩件材料利用率的關(guān)鍵點(diǎn)之一,結(jié)合兩件的成形,建議參考圖1所示調(diào)整此點(diǎn)位置;
5)特征棱線是否會(huì)造成產(chǎn)品表面質(zhì)量缺陷(特別是滑移線);
6)外觀R角是否太小而無法實(shí)現(xiàn),或者導(dǎo)致產(chǎn)品存在開裂風(fēng)險(xiǎn);
7)是否存在沖壓負(fù)角;如圖2所示,翼子板三角區(qū)在Y向有3.5°負(fù)角,建議翼子板三角區(qū)負(fù)角區(qū)域改成Y向5°;
8)轉(zhuǎn)角是否過尖而導(dǎo)致表面變形缺陷;
9)尖角處是否滿足沖壓模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求。
車身的外觀R角,包括車身外覆蓋件A面輪廓的R角,以及A面內(nèi)部棱線R角,既關(guān)系到車身外觀,也關(guān)系到工藝工裝的難度。尤其是貫穿車身的腰線,其R角的大小,關(guān)系到腰線的銳利程度,影響到車身整體造型風(fēng)格。
清晰而銳利的腰線,能使車身充滿力量感,但要做出“銳棱”的效果,需要在CAE模擬分析,基于此,沖壓SE需要根據(jù)現(xiàn)有的模具工裝技術(shù)水平,給出客觀可行的外觀R角(含腰線R角)工藝建議值(圖3),并和造型部門充分溝通,以達(dá)到造型和工藝上的平衡。如圖4所示,后背門的造型平面窄,最窄只有8mm,翻邊時(shí)壓料面積小,容易竄動(dòng),進(jìn)而影響A面品質(zhì),且棱線R小,滑移較大;建議圖4所示棱線R放大到R25,此處平面最小距離控制在15~20mm,加大有效壓料面積,保證A面品質(zhì)。
⑵第一道翻邊。
第一道翻邊,指的是CAS造型A面輪廓R角下方的型面,根據(jù)工藝的不同,可分為拉延型面的側(cè)壁,翻邊面,以及側(cè)整形面。該部分型面不屬于造型A面,對(duì)造型沒有影響,但是由于零件匹配的關(guān)系,牽涉到?jīng)_壓、車身、內(nèi)外飾、電子電器等多個(gè)部門,所以對(duì)于產(chǎn)品數(shù)模制作的意義重大。
在CAS階段,沖壓SE要考慮外覆蓋件的成形,依據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析,提出第一道翻邊角度的工藝建議值,作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的約束條件,以確保車身數(shù)據(jù)具有良好的工藝性,如圖5所示。
主截面分析
車身主截面(又稱“典型截面”)規(guī)定了白車身主要部位的結(jié)構(gòu)形式、搭接關(guān)系、間隙設(shè)定、主要控制尺寸、生產(chǎn)工藝、人機(jī)工程、法規(guī)等各方面的信息,是車身數(shù)模設(shè)計(jì)的主要依據(jù)(圖6)。