高強鋼板整形翻邊間隙對回彈趨勢的影響

文/李嘉榮，鐘劍·廣州汽車集團乘用車有限公司技術中心

高強鋼板整形翻邊間隙對回彈趨勢的影響

文/李嘉榮，鐘劍·廣州汽車集團乘用車有限公司技術中心

李嘉榮，技術中心工藝規劃室副主任，主要從事車身覆蓋件工藝分析、項目管理工作，負 責AD、A68、A30-1、A30-2項目的開發工作。

對某型車側構件加強梁制件的沖壓工藝進行了對比，通過CAE分析優化了該高強度鋼板制件沖壓工藝方案，現場問題得到處理。

雖然高強度鋼板在汽車車身零件中的應用越來越多，但是卻因其特殊性能增大了制件的成形難度。在沖壓方案的確定和實際生產中，模具結構翻邊整形間隙對成形的影響不可忽視，通過CAE分析不同翻邊間隙的回彈情況，了解翻邊間隙對回彈的影響，提高CAE分析回彈的準確度，縮短整改時間，是獲取成功方案的可靠保證。

制件分析

以縱梁連接板為例，材料為DP600，料厚1.2mm，抗拉強度為688MPa，屈服強度為441MPa，此為典型的高強鋼板類零件（圖1），考慮梁兩端的成形性，為避免成形開裂及提高材料利用率，成形工藝采用兩端開口拉延（圖2）。

圖1 零件產品數模圖

圖2 拉延工藝型面

整形工藝是完成兩側的整形翻邊（圖3），并對其中一側拉延型面進行回彈補償，但兩側翻邊整理力量不均（圖4），為了保證單邊整形翻邊的側向不影響翻邊整形質量，模具結構在翻邊整形力量較大一側設計防側向力的結構，同時由于兩次翻邊整形接觸時間不一致，在先翻邊一側模具鑲塊增加背托加強筋連接兩導板（圖5），在翻邊成形前上模翻邊鑲塊導板先下模導板與板料進行接觸，以避免側向力對翻邊的影響。

圖3 翻邊整形工藝

圖4 翻邊整形工藝斷面

圖5 模具結構

考慮模具鑲塊間隙對回彈的影響

為了研究側向力導致翻邊鑲塊與本體存在不同間隙的情況下對零件翻邊整形后的回彈是否有影響，我們設計了4種不同間隙的CAE模型進行回彈分析，材料參數、運動設置都相同，唯一調整的是翻邊鑲塊與本體翻邊的間隙。我們采用0.85t模擬小于料厚間隙的情況、1.0t理論分析0間隙的情況、1.2t正常翻邊間隙的情況、1.4t較大間隙的情況，其中t為料厚。

經CAE分析結果如下：

⑴0.85t間隙時，CAE回彈量是4個結果里最大的，回彈量達到12.6mm，局部回彈趨勢與實際零件回彈相反，回彈結果與實際情況相差較大；

⑵1.0t間隙時，CAE分析的回彈量與0.85t間隙結果接近，最大回彈量達到11.7mm，趨勢與0.85t間隙一致，同樣回彈結果與實際情況相差較大；

⑶1.2t間隙時，與前面分析結果趨勢不一致，同時回彈量也降低至8.12mm；

⑷1.4t間隙時，與1.2t回彈趨勢相同，但回彈量有上升趨勢。

實際零件與CAE對比

零件回彈三坐標測量結果如圖7所示，與以上4種間隙情況進行對比，回彈值分布趨勢與間隙大于料厚的計算結果接近，1.2t及1.4t結果更接近實際回彈情況。

圖6 不同翻邊鑲塊間隙回彈結果

圖7 零件測量結果

結論

模具間隙的變化甚至會影響回彈在制件上的趨勢分布，模具在翻邊或者整形中的變形量在一定條件下應該在計算回彈值的考慮條件之內，同時現場試模時注意在可以控制的范圍內確認翻邊及整形工具之間的間隙，可以修正零件部分回彈趨勢，更有利于保證成形效果。