提高汽车覆盖件刚度

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1、提高汽车覆盖件刚度刚度是反映覆盖件使用性能的一项重要指标.本文介绍了影响汽车覆盖件刚度的主要因素和改进对策,并从模具工艺结构方面简述了合理的模具设计对改善刚度的重要性.刚度是反映覆盖件使用性能的一项重要指标。本文介绍了影响汽车覆盖件刚度的主要因素和改进对策，并从模具工艺结构方面简述了合理的模具设计对改善刚度的重要性。汽车覆盖件属于大型薄板冲压件，保证其具有一定的刚度十分必要。若汽车车身覆盖件的刚度不足，在汽车行驶过程中就会产生共振现象，产生很大的噪声，容易引起驾驶员疲劳；此外，覆盖件早期破坏对车身的

2、安全性也有着重要影响。随着超薄高强钢板在车身上的应用，汽车覆盖件刚度问题越来越受到人们的重视。汽车车身外板等覆盖件具有比较平缓的曲面，相对于板厚来说，其表面积非常大，当有外力作用在这类零件表面上时，覆盖件应当有一定的抵抗力。检查覆盖件刚度的传统方法是敲打零件以分辨其不同部位声音的异同，或用手按压看其是否发生松弛和鼓动现象。汽车生产厂家多采用物体施压法（见图1），具体方法是：取制件中心点；物体（采用20kg）摆放于制件的中心；物体上面放上指定重物，利用指定重物的自重给制件进行施压；施压后，取测量变形后

3、的面积大小对比制件的刚度和强度。影响覆盖件刚度的因素1.板厚和冲压件曲率对刚度的影响板件的厚度越大，抗挠度就越大，覆盖件的刚度就越强；覆盖件的曲率半径越大，其挠度越大，刚度越差。2.材料性能对刚度的影响刚度问题基本上是弹性变形范围内的现象，与材料的屈服强度和抗拉强度没有直接关系。但实际上，由于屈服强度低的材料能使大曲率面覆盖件的形状冻结性提高，得到曲率半径更小的覆盖件。因此，材料的屈服强度越低则弹复量越小，产生相同的挠度所需的力度就越大，说明覆盖件的刚度越强。3．其他影响因素其他影响因素包括覆盖件的

4、结构形状、毛坯在冲压过程中产生的塑性变形程度等。从冲压工艺上来讲，覆盖件刚度产生的根本原因为：拉伸不充分，大部分区域所产生的塑性变形很小。如机舱外板、门外板和顶盖等制件的主要部位相对比较平坦，整个拉伸件深度较浅，制件成形时凸模表面与毛坯以大面积接触；由于平面上的拉应力很低，材料得不到充分的塑性变形，甚至有时只产生弹性变形，这对增强制件的刚度十分不利，易造成与数据不符的不同程度的型面起伏。因此，为保证制件成形后有足够的刚度，必须对制件的最小变形进行必要控制，一般要求最小变薄率为3%及以上。提升覆盖件刚

5、度的措施为了提高覆盖件刚度，可以从以下几方面采取措施：1.增加毛坯在冲压过程中产生的塑性变形程度。在形状结构尺寸都不变的情况下，其塑性变形越大，刚度越好。（1）材料的选择在保证制件质量、提高材料利用率以及降低制件成本等的前提下，考虑尽可能选用以下材料：屈服强度低的材料；刚度系数K值大的材料，即弹性模数E值大的材料。（2）优化工艺补充面工艺补充面是拉伸不可缺少的组成部分，它既是实现拉伸的条件，又是增加变形程度和提高制件刚度的必要补充。在保证外覆盖件不出现起皱、开裂和滑移线等外观质量问题后，还要尽量地提

6、高刚度。如图2所示，这种“余肉”造型可增加材料流动阻力，增大坯料的塑性变形量，可有效提高覆盖件内部刚度。（3）拉深筋（槛）的优化在模具设计中设计拉深筋、拉深槛等，这些措施都有利于增加毛坯的塑性变形，增大胀形成分的比例，提高冲压件的刚度。压料面上的毛坯在通过圆形拉深筋时，每经过一个拉深筋槽的圆角，就要产生一次弯曲和反弯曲；毛坯在通过矩形拉深筋时，还要在拉深筋的两个圆角处产生弯曲和反弯曲。弯曲变形使毛坯受到更大的压力，通过拉深筋时所必须克服的摩擦力增加，它对拉深筋外部的毛坯来说是一种变形和流动阻力，同时

7、又是作用在拉深筋以内的毛坯上的附加拉力。汽车覆盖件中大平面形状零件的成形，其形状性不好（回弹及拉深刚度不好），但使用拉深筋后可以收到很好的效果。改善形状性的主要原因除凸模成形时筋的附加拉力外，还有压边时的预拉深效果。由于筋的形成基本上是胀形成形，故在压筋时毛坯内产生了一定的预拉深变形，压筋时毛坯的拉深变形量虽小，但其应力有时可达到屈服点的30%左右。所以，在凸模成形的最初阶段，就可使拉深件整个进入屈服状态，使拉深件在成形过程中获得充分的塑性变形，因而可以减少回弹，提高拉深件的刚度。进一步提高覆盖件的

8、刚度，可将拉延筋由圆形改成方形，控制拉延筋以外的板料流动，增加拉延时板料延伸率以提高张力，如图3所示。（4）提高模具形面研合率模具质量直接决定制件的质量，而模具研合率是影响外覆盖件表面质量的重要因素。模具形面着色率不足，往往会造成拉伸成形时压不死料，局部塑形变形不充分引起刚度不足。主机厂对于覆盖件模具验收，常以研合率作为验收标准，为了就是尽量优化模具质量，减少制件表面问题。（5）其他措施如增加板料的规格尺寸、增加压边力等。2.在进行覆盖件设计时，就要考虑到覆盖件的刚度