高强度钢冲压件的回弹及预防措施

高强度钢冲压件的回弹及预防措施

■周晶，李晓仁，王琳，滕雪飞

摘要：随着我国汽车工业的快速发展及汽车保有量的不断增长，汽车减重、节能、小型化、安全、环保等受到人们的普遍关注，高强度钢汽车冲压件将是今后汽车冲压件发展的主流，大量使用高强度钢是解决汽车减重、节能、安全、环保的重要途径。高强度钢的回弹扭曲特性决定了其自身在冲压成形时存在的不足，回弹就是其中最为棘手的问题。因此，预防高强度钢回弹措施成为控制模具开发成本、缩短模具开发周期、提升高强度钢零件精度的关键。

关键词：高强度钢；回弹；汽车冲压件；预防

由于后纵梁本体件后地板前侧梁具有拉深深度高，长度超1m等产品造型特征属性，因此用于作为本篇论文预防高强度钢回弹措施的代表性零件。

1. 零件冲压工艺排布

根据产品造型特征采用了落料成形工艺从而提升了材料利用率，考虑到侧壁的内凹与翘曲设定侧整工序进行回弹补偿。全工序排布为落料、成形、翻边、侧整、冲孔共五序（见图1）。

图1 冲压工艺排布

图2 有限元分析零件回弹量（与产品数据比对）

2. 有限元分析软件利用

计算机辅助工程的利用大幅缩减了零件的开发周期，提供了预防高强度钢回弹措施的方向和方法，给出了回弹修正数据参考值，成为提升产品质量必不可少的辅助工具。

采用全球通用有限元分析软件AutoForm对后纵梁本体件进行了回弹分析，结果显示零件主平面存在扭曲，侧壁产生内凹，与工艺排布设想一致（见图2）。参考回弹数据制作补偿数据。

使用ThinkDesign软件进行回弹补偿数据制作，根据回弹趋势，零件回弹无规律可循，使用1:1进行回弹补偿（见图3）。

使用补偿数分析回弹，结果显示回弹趋势趋于一致，下一步需要对回弹补偿数据进行量化分析，如图4、图5所示。

3. 理论与实际相互验证

通过实物数据采集分析，回弹量与回弹补偿量比率接近0.5，得出零件回弹量是回弹补偿量的一半的结论，因此下一轮零件精度提升回弹补偿量设置为回弹量的2倍进行修模数据制作，是较为合理的。

图3 回弹补偿数据制作

图4 回弹补偿数分析结果（与回弹补偿数据比对）

图5 回弹补偿数数据量化分析

针对高强度钢冲压件的回弹预防措施可以通过以下方案得以实现：

（1）冲压工艺排布阶段通过对零件回弹预测制订修正回弹的工序，举例零件在成形工序对零件主平面产生的扭曲进行修正，在侧整工序对侧壁及法兰面的回弹进行修正。

（2）借助计算机辅助工程对冲压钣金件进行成形仿真及使用回弹补偿技术重新构造修正数据，确定零件精度提升方案。

（3）结合实物检测精度与回弹补偿值数据收集分析，制定回弹补偿量，高效提升零件精度。

参考文献：

[1] 钟翔山.冲压模具设计技巧、经验及实例[M].2版.北京：化学工业出版社，2013.

[2] 涂小文.AutoFormya原理技巧与战例实用手册[M].武汉：湖北科学技术出版社，2013.

4. 结语

作者简介：周晶，广州汽车集团乘用车有限公司，有十几年冲压工艺设计及模具设计工作经验，现从事新车型白车身同步工程分析，现场模具调试、冲压工艺理论与实际相结合研究工作，尤其在高强度钢回弹分析方面有着丰富经验，主持开展技术创新等专业工作；李晓仁、王琳，广州汽车集团乘用车有限公司；滕雪飞，南京大学扬州化学化工研究院。