文/李嘉榮，鐘劍·廣州汽車集團(tuán)乘用車有限公司技術(shù)中心

高強(qiáng)鋼板整形翻邊間隙對(duì)回彈趨勢(shì)的影響

文/李嘉榮，鐘劍·廣州汽車集團(tuán)乘用車有限公司技術(shù)中心

李嘉榮，技術(shù)中心工藝規(guī)劃室副主任，主要從事車身覆蓋件工藝分析、項(xiàng)目管理工作，負(fù) 責(zé)AD、A68、A30-1、A30-2項(xiàng)目的開發(fā)工作。

對(duì)某型車側(cè)構(gòu)件加強(qiáng)梁制件的沖壓工藝進(jìn)行了對(duì)比，通過CAE分析優(yōu)化了該高強(qiáng)度鋼板制件沖壓工藝方案，現(xiàn)場(chǎng)問題得到處理。

雖然高強(qiáng)度鋼板在汽車車身零件中的應(yīng)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(shí)際生產(chǎn)中，模具結(jié)構(gòu)翻邊整形間隙對(duì)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(duì)回彈的影響，提高CAE分析回彈的準(zhǔn)確度，縮短整改時(shí)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(qiáng)度為688MPa，屈服強(qiáng)度為441MPa，此為典型的高強(qiáng)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(chǎn)品數(shù)模圖

圖2 拉延工藝型面

整形工藝是完成兩側(cè)的整形翻邊（圖3），并對(duì)其中一側(cè)拉延型面進(jìn)行回彈補(bǔ)償，但兩側(cè)翻邊整理力量不均（圖4），為了保證單邊整形翻邊的側(cè)向不影響翻邊整形質(zhì)量，模具結(jié)構(gòu)在翻邊整形力量較大一側(cè)設(shè)計(jì)防側(cè)向力的結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于兩次翻邊整形接觸時(shí)間不一致，在先翻邊一側(cè)模具鑲塊增加背托加強(qiáng)筋連接兩導(dǎo)板（圖5），在翻邊成形前上模翻邊鑲塊導(dǎo)板先下模導(dǎo)板與板料進(jìn)行接觸，以避免側(cè)向力對(duì)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(jié)構(gòu)

考慮模具鑲塊間隙對(duì)回彈的影響

為了研究側(cè)向力導(dǎo)致翻邊鑲塊與本體存在不同間隙的情況下對(duì)零件翻邊整形后的回彈是否有影響，我們?cè)O(shè)計(jì)了4種不同間隙的CAE模型進(jìn)行回彈分析，材料參數(shù)、運(yùn)動(dòng)設(shè)置都相同，唯一調(diào)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(jīng)CAE分析結(jié)果如下：

⑴0.85t間隙時(shí)，CAE回彈量是4個(gè)結(jié)果里最大的，回彈量達(dá)到12.6mm，局部回彈趨勢(shì)與實(shí)際零件回彈相反，回彈結(jié)果與實(shí)際情況相差較大；

⑵1.0t間隙時(shí)，CAE分析的回彈量與0.85t間隙結(jié)果接近，最大回彈量達(dá)到11.7mm，趨勢(shì)與0.85t間隙一致，同樣回彈結(jié)果與實(shí)際情況相差較大；

⑶1.2t間隙時(shí)，與前面分析結(jié)果趨勢(shì)不一致，同時(shí)回彈量也降低至8.12mm；

⑷1.4t間隙時(shí)，與1.2t回彈趨勢(shì)相同，但回彈量有上升趨勢(shì)。

實(shí)際零件與CAE對(duì)比

零件回彈三坐標(biāo)測(cè)量結(jié)果如圖7所示，與以上4種間隙情況進(jìn)行對(duì)比，回彈值分布趨勢(shì)與間隙大于料厚的計(jì)算結(jié)果接近，1.2t及1.4t結(jié)果更接近實(shí)際回彈情況。

圖6 不同翻邊鑲塊間隙回彈結(jié)果

圖7 零件測(cè)量結(jié)果

結(jié)論

模具間隙的變化甚至?xí)绊懟貜椩谥萍系内厔?shì)分布，模具在翻邊或者整形中的變形量在一定條件下應(yīng)該在計(jì)算回彈值的考慮條件之內(nèi)，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)試模時(shí)注意在可以控制的范圍內(nèi)確認(rèn)翻邊及整形工具之間的間隙，可以修正零件部分回彈趨勢(shì)，更有利于保證成形效果。