周 晶

廣汽乘用車有限公司（廣東廣州 511434）

1 引言

隨著高強(qiáng)鋼沖壓件在車身結(jié)構(gòu)中的大量應(yīng)用，針對(duì)高強(qiáng)鋼沖壓件的回彈，制定有效預(yù)防措施及回彈補(bǔ)正數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，顯得尤為重要。現(xiàn)有的回彈預(yù)防方面的書籍大部分都側(cè)重于理論和方法的討論，面向工程技術(shù)人員的、入門檻較低的實(shí)用性文獻(xiàn)較少。這使得工藝技術(shù)人員很難在僅僅依靠其多年的經(jīng)驗(yàn)積累情況下設(shè)計(jì)出很好的工藝方案，而低水平的設(shè)計(jì)方案將直接影響到后續(xù)的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造和調(diào)試，甚至還有可能最終導(dǎo)致模具報(bào)廢，對(duì)制件的生產(chǎn)成本和公司的發(fā)展造成不可估量的損失?；谀壳斑@種現(xiàn)狀，本論文通過實(shí)際檢驗(yàn)理論，從而得出控制高強(qiáng)鋼回彈的方法及回彈補(bǔ)正數(shù)據(jù)制定的依據(jù)。由于前、后縱梁本體件具有拉伸深度高、長(zhǎng)度超1米等制件造型特征屬性，因此用于作為本篇論文預(yù)防高強(qiáng)鋼回彈措施具有代表性。

2 高強(qiáng)鋼梁類件沖壓工藝

根據(jù)制件造型特征采用了落料成形工藝從而提升了材料利用率，考慮到側(cè)壁的內(nèi)凹與翹曲設(shè)定側(cè)整工序進(jìn)行回彈補(bǔ)償。全工序排布為落料、成形、翻邊、側(cè)整、沖孔共5道工序，如圖1所示。

圖1 沖壓工藝排布圖

3 有限元分析軟件在沖壓成形中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)輔助工程的利用大大縮減了制件開發(fā)周期，提供了預(yù)防高強(qiáng)鋼回彈措施方向和方法，給出了回彈修正數(shù)據(jù)參考值，成為提升制件質(zhì)量必不可少的輔助工具。

采用有限元分析軟件AutoForm對(duì)后縱梁本體件進(jìn)行了回彈分析，結(jié)果顯示制件主平面存在扭曲，側(cè)壁產(chǎn)生內(nèi)凹，與工藝排布設(shè)想一致（見圖2）。參考回彈數(shù)據(jù)制作補(bǔ)償數(shù)據(jù)。

使用ThinkDesign軟件進(jìn)行回彈補(bǔ)償數(shù)據(jù)制作，根據(jù)回彈趨勢(shì)，制件回彈無規(guī)律可循，使用1:1進(jìn)行回彈補(bǔ)償（見圖3）。

使用補(bǔ)償數(shù)據(jù)分析回彈，結(jié)果顯示回彈趨勢(shì)趨于一致（見圖4），下一步需要對(duì)回彈補(bǔ)償數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析。

4 回彈補(bǔ)償方案的理論與實(shí)際相互驗(yàn)證

通過實(shí)物數(shù)據(jù)采集分析，回彈量與回彈補(bǔ)償量比率接近0.5，得出制件回彈量是回彈補(bǔ)償量的一半的結(jié)論（見圖5），因此下一輪制件精度提升回彈補(bǔ)償量設(shè)置為回彈量的2倍進(jìn)行修模數(shù)據(jù)制作，是較為合理的。

圖2 有限元分析制件回彈量（與制件數(shù)據(jù)比對(duì)）

圖3 回彈補(bǔ)償數(shù)據(jù)制作

圖4 回彈補(bǔ)償數(shù)據(jù)分析結(jié)果（與回彈補(bǔ)償數(shù)據(jù)比對(duì)）

圖5 回彈補(bǔ)償數(shù)數(shù)據(jù)量化分析

5 高強(qiáng)鋼梁類件型面回彈修正流程

受制件造型及材質(zhì)影響，模具型面在加工階段做了全型面回彈補(bǔ)正，根據(jù)制件在車身上的裝配要求對(duì)焊接面、搭接面等精度要求高的區(qū)域進(jìn)行修正?？紤]高強(qiáng)鋼回彈補(bǔ)正后的應(yīng)力釋放，回彈修正數(shù)據(jù)從制件的主平面開始制作由側(cè)壁過渡到法蘭面，每一輪修改都是全型面回彈修正，要想使制件滿足裝車要求，大都需要3輪以上的回彈修正。第一輪確定回彈修正方向，第二輪確定回彈修正量，第三輪微調(diào)。圖6、圖7是前縱梁本體件進(jìn)行了3輪回彈修正后的制件主平面、法蘭面掃描測(cè)量結(jié)果。

圖6 前縱梁本體件回彈補(bǔ)正后主平面掃描測(cè)量數(shù)據(jù)

圖7 前縱梁本體件回彈補(bǔ)正后法蘭面掃描測(cè)量數(shù)據(jù)

經(jīng)過3輪的回彈補(bǔ)正，通過掃描測(cè)量數(shù)據(jù)顯示前縱梁本體件基本滿足裝車要求，可對(duì)個(gè)別超差點(diǎn)進(jìn)行局部回彈修正，不需要進(jìn)行全型面的回彈補(bǔ)正，從而提升制件精度合格率。

6 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)高強(qiáng)鋼沖壓件的回彈預(yù)防措施可以通過以下方案得以實(shí)現(xiàn)：

（1）沖壓工藝排布階段，通過對(duì)制件回彈預(yù)測(cè)，制定修正回彈的工序，制件在成形工序?qū)χ萍髌矫娈a(chǎn)生的扭曲進(jìn)行修正，在側(cè)整工序?qū)?cè)壁及法蘭面的回彈進(jìn)行修正。

（2）借助計(jì)算機(jī)輔助工程對(duì)沖壓鈑金件進(jìn)行成形仿真及使用回彈補(bǔ)償技術(shù)重新構(gòu)造修正數(shù)據(jù)，確定制件精度提升方案。

（3）結(jié)合實(shí)物檢測(cè)精度與回彈補(bǔ)償值數(shù)據(jù)收集分析，制定回彈補(bǔ)償量，高效提升制件精度。

（4）高強(qiáng)鋼沖壓件回彈修正最少需要進(jìn)行3輪修模，精度才能滿足裝車要求，模具開發(fā)成本、周期需根據(jù)制件形狀復(fù)雜度、材質(zhì)、料厚等基本條件作相應(yīng)調(diào)整。