高強(qiáng)度鋼沖壓件的回彈及預(yù)防措施

■周晶,，李曉仁,，王琳，滕雪飛

摘要：隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展及汽車保有量的不斷增長,，汽車減重,、節(jié)能、小型化,、安全,、環(huán)保等受到人們的普遍關(guān)注，高強(qiáng)度鋼汽車沖壓件將是今后汽車沖壓件發(fā)展的主流,，大量使用高強(qiáng)度鋼是解決汽車減重,、節(jié)能、安全,、環(huán)保的重要途徑,。高強(qiáng)度鋼的回彈扭曲特性決定了其自身在沖壓成形時(shí)存在的不足，回彈就是其中最為棘手的問題,。因此,，預(yù)防高強(qiáng)度鋼回彈措施成為控制模具開發(fā)成本、縮短模具開發(fā)周期,、提升高強(qiáng)度鋼零件精度的關(guān)鍵,。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)度鋼；回彈,；汽車沖壓件,；預(yù)防

由于后縱梁本體件后地板前側(cè)梁具有拉深深度高，長度超1m等產(chǎn)品造型特征屬性，因此用于作為本篇論文預(yù)防高強(qiáng)度鋼回彈措施的代表性零件,。

1. 零件沖壓工藝排布

根據(jù)產(chǎn)品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,、沖孔共五序（見圖1）,。

圖1 沖壓工藝排布

圖2 有限元分析零件回彈量（與產(chǎn)品數(shù)據(jù)比對(duì)）

2. 有限元分析軟件利用

計(jì)算機(jī)輔助工程的利用大幅縮減了零件的開發(fā)周期，提供了預(yù)防高強(qiáng)度鋼回彈措施的方向和方法,，給出了回彈修正數(shù)據(jù)參考值,，成為提升產(chǎn)品質(zhì)量必不可少的輔助工具。

采用全球通用有限元分析軟件AutoForm對(duì)后縱梁本體件進(jìn)行了回彈分析,，結(jié)果顯示零件主平面存在扭曲,，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),，零件回彈無規(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)分析回彈,，結(jié)果顯示回彈趨勢(shì)趨于一致,，下一步需要對(duì)回彈補(bǔ)償數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析，如圖4,、圖5所示。

3. 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,，得出零件回彈量是回彈補(bǔ)償量的一半的結(jié)論，因此下一輪零件精度提升回彈補(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3 回彈補(bǔ)償數(shù)據(jù)制作

圖4 回彈補(bǔ)償數(shù)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

針對(duì)高強(qiáng)度鋼沖壓件的回彈預(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)零件回彈預(yù)測(cè)制訂修正回彈的工序，舉例零件在成形工序?qū)α慵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)，確定零件精度提升方案,。

（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，高效提升零件精度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 鐘翔山.沖壓模具設(shè)計(jì)技巧,、經(jīng)驗(yàn)及實(shí)例[M].2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,，2013.

[2] 涂小文.AutoFormya原理技巧與戰(zhàn)例實(shí)用手冊(cè)[M].武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2013.

4. 結(jié)語

作者簡介：周晶,，廣州汽車集團(tuán)乘用車有限公司,，有十幾年沖壓工藝設(shè)計(jì)及模具設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)從事新車型白車身同步工程分析,，現(xiàn)場模具調(diào)試,、沖壓工藝?yán)碚撆c實(shí)際相結(jié)合研究工作，尤其在高強(qiáng)度鋼回彈分析方面有著豐富經(jīng)驗(yàn),，主持開展技術(shù)創(chuàng)新等專業(yè)工作,；李曉仁、王琳,，廣州汽車集團(tuán)乘用車有限公司,；滕雪飛，南京大學(xué)揚(yáng)州化學(xué)化工研究院,。