汽車鈑金沖壓件的回彈問題

劉海豐　徐濤

摘要：針對(duì)汽車的鈑金件沖壓回彈問題進(jìn)行細(xì)致的分析，有助于提升汽車生產(chǎn)的質(zhì)量和效果，全面的解決其中存在的沖壓件的問題。文章將對(duì)此方面的內(nèi)容展開論述，詳細(xì)的分析汽車鈑金沖壓件的一系列問題，同時(shí)從存在的缺陷角度著手，對(duì)改進(jìn)的方式、提升生產(chǎn)工藝的技術(shù)手段進(jìn)行概述，旨在促進(jìn)工序之間的密切配合，增強(qiáng)汽車的生產(chǎn)水準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：汽車生產(chǎn)；鈑金沖壓；沖壓件；回彈問題；研究分析。

引言

沖壓指的是運(yùn)用壓力機(jī)等設(shè)備，借助安裝在壓力機(jī)上的相關(guān)模具和設(shè)施等等，對(duì)材料施加一定的壓力，使得材料逐漸變形或者是分離，進(jìn)而獲取機(jī)械生產(chǎn)與制造當(dāng)中所需要的零部件規(guī)格、尺寸、形狀。當(dāng)沖壓工作在常溫下進(jìn)行時(shí)，屬于冷沖壓。現(xiàn)階段我國大多數(shù)的汽車零部件生產(chǎn)工作，尤其是鈑金件的生產(chǎn)與制造工作，廣泛使用的是冷沖壓技術(shù)工藝。在冷沖壓技術(shù)當(dāng)中所制造的零部件時(shí)常會(huì)出現(xiàn)回彈的狀況，有著較為嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷。當(dāng)鈑金件模具成型并且打開之后，零部件的形狀會(huì)出現(xiàn)變化，與原先模具閉合情況之下的形態(tài)不一致。這樣的情況對(duì)于汽車的零部件生產(chǎn)來講是巨大的影響，當(dāng)回彈值超過了一定的范圍之時(shí)，不僅會(huì)導(dǎo)致車身的規(guī)格尺寸合格率降低，同時(shí)會(huì)影響到零部件與車輛的匹配狀況。

1. 汽車鈑金沖壓件回彈問題成因

針對(duì)零部件生產(chǎn)過程當(dāng)中出現(xiàn)回彈現(xiàn)象的基本原因進(jìn)行分析，是解決問題、分析問題、提出改進(jìn)措施的首要環(huán)節(jié)。當(dāng)鈑金件的拉伸力與自身的質(zhì)量維持一致之時(shí)，鈑金件維持恒定的狀態(tài)，并且保持穩(wěn)定的形狀。而當(dāng)撤除外部的拉伸力等作用力之后，應(yīng)變量逐漸減小。所以，對(duì)于汽車的鈑金件來講，回彈是設(shè)計(jì)施工材料所具有的一種性能，材料的固有屬性，不可改變。同時(shí)，還需要明確的是不同車輛部位的零部件形狀和規(guī)格都完全不同，所以各個(gè)部位、不同材料制件的應(yīng)變狀態(tài)也都不盡相同。但是車輛作為一個(gè)連續(xù)體，其內(nèi)部零部件之間所產(chǎn)生的力量應(yīng)當(dāng)是平衡的，零部件之間會(huì)形成一種自相平衡的內(nèi)部應(yīng)力，維持車輛的穩(wěn)定。所以，鈑金件回彈的現(xiàn)象，是各個(gè)應(yīng)力之間相互作用和協(xié)調(diào)的結(jié)果。

2. 優(yōu)化沖壓工藝的措施與方案

針對(duì)汽車鈑金沖壓件的回彈問題進(jìn)行解決，不僅需要保證工程施工與設(shè)計(jì)同步性，同時(shí)還需要對(duì)沖壓技術(shù)工藝實(shí)施一定的改進(jìn)措施。對(duì)零部件，尤其是鈑金件的回彈現(xiàn)象進(jìn)行合理的控制，并且還需要對(duì)不同的設(shè)計(jì)工序進(jìn)行一定的調(diào)整，增加材料成型過程當(dāng)中的作用力，保證沖壓技術(shù)工藝的完善性，解決回彈問題。

2.1 同步工程

在材料設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，也就是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，需要根據(jù)沖壓工程的效應(yīng)和作用影響等進(jìn)行分析，保證各項(xiàng)工作同步進(jìn)行。同時(shí)對(duì)鈑金件的成形過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的模擬分析，以此為依據(jù)對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)形式進(jìn)行優(yōu)化，避免回彈現(xiàn)象。對(duì)于鈑金件的形狀特征需要合理的分布，通過對(duì)鈑金件的CAE分析，可以初步的得出其相關(guān)零件的回彈值和理論上的回彈量，通過對(duì)材料的零件特性和形狀特征分布進(jìn)行調(diào)整與改進(jìn)，可以對(duì)鈑金件的內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行改善，逐漸的、有效的減小鈑金件的回彈量。諸如可以在材料上增加筋條，可以控制某一局部部位的回彈量，而通過實(shí)踐的分析，此種方式可以合理的減小回彈量，達(dá)到改善的效果。其次，還需要在鈑金件的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中預(yù)留一定的回彈補(bǔ)償量，這一點(diǎn)非常的重要。根據(jù)CAE分析，可以進(jìn)一步的計(jì)算得出鈑金件和相應(yīng)零部件的理論回彈值，所以在設(shè)計(jì)的過程之中需要為材料預(yù)留出一定的回彈補(bǔ)償值，對(duì)于低碳的鋼結(jié)構(gòu)材料，一般使用3°至4°的補(bǔ)償量，而對(duì)于強(qiáng)度較高的鋼結(jié)構(gòu)材料，需要使用至少7°的補(bǔ)償值，一般8°比較適宜。比如車輛設(shè)計(jì)的門檻部位，是一個(gè)重要的回彈缺陷部位，對(duì)于沖壓工藝技術(shù)也需要提出較高的要求，需要保證產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的階段當(dāng)中預(yù)留出一定的回彈補(bǔ)償量，避免出現(xiàn)預(yù)留不足的現(xiàn)象使得車輛的生產(chǎn)與制造受到阻礙。

2.2 優(yōu)化沖壓工藝

針對(duì)沖壓設(shè)計(jì)技術(shù)工藝進(jìn)行優(yōu)化與改良，也是一個(gè)重要的手段。對(duì)沖壓技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)回彈進(jìn)行控制的效果，在大多數(shù)的情況之下由于鈑金件的成形功能性以及產(chǎn)品制造等方面的根本需求，在設(shè)計(jì)的階段當(dāng)中難以滿足同步?jīng)_壓和設(shè)計(jì)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)，所以只能夠通過對(duì)沖壓技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到對(duì)回彈進(jìn)行控制的效果。首先需要選擇恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)，由于不同的成形技術(shù)和工藝標(biāo)準(zhǔn)會(huì)使得材料的狀況和流動(dòng)各不相同，所以需要恰當(dāng)?shù)倪x擇，一般來講鈑金件的流動(dòng)均勻，則零部件內(nèi)部應(yīng)力就越小，并且回彈值也比較小。由于材料的邊圈部位對(duì)材料的流動(dòng)有著極大影響，而使用深拉技術(shù)工藝可以保證鈑金件維持最佳的流動(dòng)均勻性，可以有效的、合理的控制鈑金件回彈量。另外，還需要保證多道加工技術(shù)工藝之間密切的配合，比如對(duì)于車輛大型梁柱類的零部件設(shè)計(jì)，可以采取先成形后回彈補(bǔ)償?shù)姆绞?，進(jìn)行配合，通過對(duì)零部件側(cè)邊部位的回彈補(bǔ)償，可以恰當(dāng)?shù)摹⒖茖W(xué)性的控制材料的回彈量，避免質(zhì)量缺損。同時(shí)，增加鈑金件沖壓技術(shù)工藝之中的壓料作用力，使得材料可以更加充分的、徹底的變形，也可以達(dá)到減小回彈量的效果，諸如針對(duì)鋼型材料的沖壓加工，可以使用高強(qiáng)度的作用力，運(yùn)用氮?dú)飧椎攘慵M(jìn)行強(qiáng)壓，使得材料變形更加充分，減少回彈量。

3. 結(jié)束語

綜上所述，根據(jù)對(duì)車輛鈑金件回彈的相關(guān)控制協(xié)調(diào)問題進(jìn)行細(xì)致的分析，深入的探討了在沖壓工藝生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)中容易出現(xiàn)的鈑金件回彈等嚴(yán)重的質(zhì)量問題，同時(shí)對(duì)改進(jìn)的途徑，諸如優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)工藝、優(yōu)化沖壓技術(shù)流程、各個(gè)施工工序密切的配合、保證各項(xiàng)目的設(shè)計(jì)可以同步的進(jìn)行等等，對(duì)改進(jìn)的措施和方案進(jìn)行了綜合概述，旨在全面的增強(qiáng)鈑金件設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，避免回彈問題對(duì)生產(chǎn)與制造產(chǎn)生不良影響。

4. 參考文獻(xiàn)

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[5] 王建中，胡燕杰. 汽車沖壓件回彈控制方法[J]. 汽車工藝與材料. 2011.05：1-5

5. 作者簡介：

劉海豐（1982年1月—），河北人， 2006年畢業(yè)于燕山大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)；

徐濤（1983年10月—），河北人，2008年畢業(yè)于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)。