本文摘選自《模具工業(yè)》2014年第11期

作者：鮮光斌，羅琳

（奇瑞汽車(chē)股份有限公司）

圖1為片狀弧形結(jié)構(gòu)件，材料為B340/590DP，料厚1.2mm，該制件拉深深度淺、角度大，在成形中容易產(chǎn)生回彈，部分區(qū)域（見(jiàn)圖2所示橢圓區(qū)域）回彈量達(dá)到14mm以上，導(dǎo)致制件在焊接匹配過(guò)程中存在干涉和間隙問(wèn)題，如圖3所示。

圖1弧形結(jié)構(gòu)件二維圖

圖2 制件成形回彈區(qū)域

圖3 制件在焊接匹配中出現(xiàn)的問(wèn)題

經(jīng)分析，引起制件成形時(shí)回彈主要因素如下：

制件呈片狀弧形結(jié)構(gòu)，且弧形角度大，成形深度淺，整個(gè)片狀體上沒(méi)有設(shè)置一個(gè)加強(qiáng)筋，不利于保證制件強(qiáng)度，因此容易產(chǎn)生回彈。圖4所示為無(wú)加強(qiáng)筋的制件三維模型。

圖4 無(wú)加強(qiáng)筋的制件三維模型

由制件材料B340/590DP、料厚1.2mm可知，制件的成形屬于高強(qiáng)度、高厚度鋼板成形，成形性較差，容易產(chǎn)生回彈。

由于CAE分析人員的設(shè)計(jì)水平不夠，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)回彈問(wèn)題缺乏深刻認(rèn)識(shí)和處理經(jīng)驗(yàn)，未能及時(shí)改善沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)以防止制件成形時(shí)回彈；或者CAE軟件分析精度不夠，未能精確分析出制件實(shí)際的反彈量，從而不能對(duì)回彈問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防處理。

制件的沖壓工序?yàn)椋孩俾淞?；②彎曲；③整形、沖孔、分切。該沖壓工序有如下缺點(diǎn)：①采用彎曲成形工藝，成形力相對(duì)較小，導(dǎo)致制件成形不充分，從而產(chǎn)生回彈；②由于制件先整形后分切，分切后制件會(huì)恢復(fù)自由狀態(tài)，不受任何約束力，從而容易產(chǎn)生回彈。

圖5 整形模結(jié)構(gòu)

圖5所示為制件整形模結(jié)構(gòu)，由圖5可見(jiàn)，制件在模具上的擺放角度并不合理，這樣會(huì)導(dǎo)致制件弧形段受力不均，甚至部分區(qū)域受不到整形力，影響整形效果。此外，制件部分型面未布置斜楔機(jī)構(gòu)進(jìn)行側(cè)整形，是導(dǎo)致整形效果不明顯的主要原因。

針對(duì)制件的成形特點(diǎn)，采用如下措施減少制件成形時(shí)回彈：

在考慮布置焊點(diǎn)的前提下，在制件避開(kāi)焊點(diǎn)的位置盡可能多地增設(shè)加強(qiáng)筋，以提高制件強(qiáng)度，減少制件成形時(shí)回彈。圖6所示為帶有加強(qiáng)筋的制件三維模型。

圖6 帶有加強(qiáng)筋的制件三維模型

隨著車(chē)身輕量化的要求，在車(chē)身設(shè)計(jì)中采用高強(qiáng)度、高厚度鋼板已成趨勢(shì)，但高強(qiáng)度、高厚度鋼板的成形性較差，容易產(chǎn)生回彈，因此可在條件允許的情況下采用熱壓成形工藝，以提高制件成形性能。

一方面要讓CAE分析人員多去現(xiàn)場(chǎng)了解模具的實(shí)際結(jié)構(gòu)、沖壓工藝和機(jī)床設(shè)備等情況，提高CAE分析人員的水平；另一方面使用模擬過(guò)程更真實(shí)、精確度更高的CAE分析軟件，不斷提高制件成形分析的精確度，以便提前預(yù)防制件成形時(shí)回彈，對(duì)相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)和沖壓工藝進(jìn)行優(yōu)化。

優(yōu)化后的制件沖壓工序?yàn)椋孩倮?；②修?側(cè)修邊；③修邊+側(cè)修邊；④分切；⑤整形+側(cè)整形+沖孔。該沖壓工序的優(yōu)點(diǎn)為：①拉深工藝能保證制件充分成形，把原彎曲成形工藝改為拉深工藝，是因?yàn)槔钅２捎脡哼吶鹤“辶希诶钸^(guò)程中對(duì)制件施加的力比彎曲工藝更大，制件的塑性成形更好，能確保制件的拉深成形更充分、成形到位；②將原工序中的先整形后分切改為先分切后整形，即在制件恢復(fù)到自由狀態(tài)后再進(jìn)行整形，這樣能很好地控制制件的回彈。

圖7 制件旋轉(zhuǎn)一定角度后在整形模上的擺放狀態(tài)

為保證制件整形到位，控制制件回彈，提高制件精度，要求整形工序沖壓方向上沒(méi)有負(fù)角。因此，要想讓整形效果達(dá)到理想狀態(tài)，需要將制件在模具上旋轉(zhuǎn)一定角度，以確保制件在整形過(guò)程中受力均勻。制件旋轉(zhuǎn)一定角度后在整形模具上的擺放狀態(tài)如圖7所示，此時(shí)制件在整形過(guò)程中所受整形力更大，能有效控制制件回彈，提高制件精度。此外，在整形模上增加側(cè)整形工藝，采用斜楔機(jī)構(gòu)對(duì)制件弧形段進(jìn)行側(cè)整形，能有效提高制件整形效果。

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