高強(qiáng)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(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回彈趨勢的影響

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。

對某型車側(cè)構(gòu)件加強(qiáng)梁制件的沖壓工藝進(jìn)行了對比，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(zhǔn)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(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)，同時由于兩次翻邊整形接觸時間不一致，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零件翻邊整形后的回彈是否有影響，我們設(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，CAE回彈量是4個結(jié)果里最大的，回彈量達(dá)到12.6mm，局部回彈趨勢與實(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，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，與前面分析結(jié)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(shí)際零件與CAE對比

零件回彈三坐標(biāo)測量結(jié)果如圖7所示，與以上4種間隙情況進(jìn)行對比，回彈值分布趨勢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系内厔莘植迹＞咴诜吇蛘哒沃械淖冃瘟吭谝欢l件下應(yīng)該在計(jì)算回彈值的考慮條件之內(nèi)，同時現(xiàn)場試模時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，更有利于保證成形效果。