目前高強(qiáng)板沖壓過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題是高強(qiáng)板邊緣伸長(zhǎng)類翻邊開裂.TRIZ是基于知識(shí)的、面向人的解決問(wèn)題的系統(tǒng)化方法,本項(xiàng)目以某車型左/右前縱梁為例,創(chuàng)新性的引用TRIZ理論中因果分析、矛盾分析等方法,嘗試解決沖壓高強(qiáng)板翻邊開裂問(wèn)題.

某轎車左右前縱梁的零件形狀比較復(fù)雜,如圖1所示.產(chǎn)品尺寸達(dá)到170mm×840mm,由2塊不等厚的590MPa級(jí)的雙相高強(qiáng)板激光拼焊而成.590MPa級(jí)的雙相高強(qiáng)板在冷沖壓生產(chǎn)中用于復(fù)雜拉延零件生產(chǎn)存在很多難點(diǎn).不同材質(zhì)、不同料厚的材料進(jìn)行整體拼焊,會(huì)引起相鄰材質(zhì)強(qiáng)度、厚度的差異,造成成形過(guò)程中進(jìn)料不均勻,再加上高強(qiáng)度板本身高含碳量對(duì)焊縫質(zhì)量的影響,致使成形難度極大;高強(qiáng)板本身邊緣效應(yīng)明顯,特別是拉伸后,受減薄、硬化影響,邊緣效應(yīng)更差,翻邊極易開裂.該產(chǎn)品工序方案包括:拉延→修邊、沖孔、分離→整形翻邊→上翻邊、側(cè)沖,如圖2所示.

生產(chǎn)問(wèn)題:

此制件在模擬分析時(shí),制件整體處于安全狀態(tài),如圖3所示,局部最大變薄率為18.1%,滿足材料性能要求.實(shí)際生產(chǎn)準(zhǔn)備過(guò)程中,制件在圖4所示位置出現(xiàn)翻邊開裂現(xiàn)象,后期通過(guò)反復(fù)調(diào)試、試驗(yàn),通過(guò)更換修邊鑲塊,保證修邊刃口鋒利度,模具連續(xù)生產(chǎn)了2個(gè)月,共計(jì)1萬(wàn)件無(wú)問(wèn)題.后續(xù)正常生產(chǎn)時(shí),發(fā)現(xiàn)修邊刃口無(wú)法維持高的鋒利度,生產(chǎn)穩(wěn)定性差,針對(duì)此現(xiàn)象,也進(jìn)行了多次整改工作,效果均不明顯.

問(wèn)題分析:

IFR創(chuàng)新的最終目的是要保證前縱梁內(nèi)板翻邊不會(huì)開裂,無(wú)邊緣效應(yīng).需要解決的問(wèn)題是前縱梁內(nèi)板翻邊過(guò)程中,高強(qiáng)板邊緣成形性差;生產(chǎn)過(guò)程中如果超過(guò)一定極限,前縱梁內(nèi)板會(huì)出現(xiàn)開裂.解決方法是利用各種有效資源:人員能力、產(chǎn)品形狀、材料性能、工藝設(shè)計(jì)、工裝質(zhì)量,構(gòu)建系統(tǒng)IFR資源分析圖(圖5),創(chuàng)造生產(chǎn)條件使得前縱梁內(nèi)板在翻邊過(guò)程中,不存在高強(qiáng)板邊緣效應(yīng).

資源分析:

根據(jù)九屏幕法,我們對(duì)前縱梁沖壓過(guò)程及周圍的資源進(jìn)行了詳細(xì)的分析,得到如圖6所示的九屏幕資源列表.利用資源分析得出的思路:前縱梁翻邊工藝,可以考慮采用粉末成形、熱成形等新型工藝代替.

因果分析:

通過(guò)對(duì)技術(shù)系統(tǒng)的因果分析,導(dǎo)致前縱梁翻邊開裂問(wèn)題的原因如圖7所示.通過(guò)因果分析,引起前縱梁翻邊開裂的主要原因是:前縱梁產(chǎn)品工藝性設(shè)計(jì)差、前期未識(shí)別此處翻邊開裂風(fēng)險(xiǎn);模具工裝維護(hù)成本、難度高,對(duì)鉗工能力要求極高,維修質(zhì)量差;板料邊緣性能低于其本身性能指標(biāo);工藝設(shè)計(jì)存在翻邊與成本之間的矛盾.

組件分析:

通過(guò)對(duì)系統(tǒng)中某些有危害的因素進(jìn)行裁剪,得到裁剪后的模型圖,如圖8所示.通過(guò)裁剪分析,得到解決縱梁內(nèi)板翻邊開裂思路:通過(guò)產(chǎn)品優(yōu)化或工藝優(yōu)化,降低或取消高強(qiáng)板圓弧處翻邊,局部通過(guò)拉伸、修剪直接達(dá)成產(chǎn)品要求.

結(jié)束語(yǔ):

隨著經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)的加劇,競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,知己知彼,才能百戰(zhàn)不殆.為了更加合理地利用和配置各種資源,企業(yè)不僅需要了解當(dāng)前產(chǎn)品的技術(shù)狀況,更要把握其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),因此準(zhǔn)確可靠的進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)化分析具有越來(lái)越重要的意義.本文通過(guò)應(yīng)用TRIZ理論的資源、組件、因果、矛盾等分析方法,結(jié)合實(shí)際生產(chǎn),詳細(xì)介紹了沖壓領(lǐng)域縱梁翻邊開裂問(wèn)題,為沖壓領(lǐng)域問(wèn)題分析、解決提供了參考依據(jù).