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汽车板件对刚度性能有着很高的要求，刚度的作用主要表现在影响板件的尺寸精度和强度上。若板件尺寸精度不能达到设计要求，板件装配和焊接强度将会受到影响，而板件强度不足将直接影响汽车行驶的安全性和噪声大小，因此一直以来对板件的刚度性能要求都很严格。 汽车板件的刚度性能可通过冲压拉深工艺得到提高，由于各零件的形状、成形工艺以及使用的材料类型不同，在拉深工序获得理想刚度性能的难易程度也不同。解决板件刚度不足问题的传统方法是不断调整拉深工艺，甚至为满足特定区域的刚度性能而让其他区域变薄、起皱和变形等，这种方法在一定程度上满足设计要求，但不能获得合格零件的整体力学性能。基于这种情况，对于板件刚度不足区域，在后工序成形出加强筋，然后通过整形整回其设计形状。这种方法可以在不改变板件形状的前提下，提高板件特定区域的塑性变形量，从而达到提高板件刚度的目的。
（a）修边前
（b）修边后
图1 修边工序示意图 1.压料芯 2.修边刀块 3.修边前坯料 4.修边下模体 5.修边后坯料 6.废料 为解决板件刚度不足的问题，首先在后工序刚度不足区域成形加强筋，然后通过整形整回其设计形状。图1为修边工序示意图，利用压料芯成形出加强筋，使板件内部应力重新分布，增强板件的塑性变形量，从而提高板件刚度。
（a）整形前
（b）整形后
图2 整形工序示意图 1.整形刀块 2.整形前坯料 3.整形下模体 4.整形后坯料 图2为整形工序示意图，利用整形刀块将修边工序成形的加强筋整平，恢复板件的设计形状，不改变零件的原设计意图。传统上主要通过主观评价板件刚度性能的好坏，具体方法是：手触板件且施加一定作用力，若板件产生明显变形，说明刚度不足；若板件没有产生明显变形，说明刚度性能好。这种主观评价具有一定的局限性和偶然性，不同评价者施加作用力的大小不同，对板件变形的主观感受也不同，因此不够公正、客观。随着计算力学、有限元理论尤其是大变形弹塑性理论和计算机软硬件技术的迅速发展，以及金属板材成形理论研究的不断深入，使用计算机模拟冲压成形过程成为可能。为解决汽车板件刚度不足问题，以某车型上的轮罩为例，在结合传统判别方法的基础上，采用Dynaform软件模拟分析板件成形过程。
图3为板件局部区域拉深、修边后未成形加强筋的有限元分析结果，可以看到板件法兰区域平均变薄率只有2.2%。根据经验，一般变薄率大于3%才认为满足刚度要求，因此板件法兰区域刚度不足。
图4为拉深、修边后的板件实物，现场用手施加一定作用力在法兰上时，法兰变形明显，甚至不能恢复原始形状。图4中标注的数字表示板件与模具零件的间隙值，可明显看到板件法兰区域与模具零件间隙值不均匀，这是板件法兰区域刚度不足造成的。
图5为在修边工序利用压料芯成形出加强筋形状后的有限元分析结果，由于板件法兰区域的应力重新分布，平均变薄率达5.3%。
图6为成形出加强筋后的板件实物，用手施加一定作用力在法兰上，法兰未发生明显变形。
图7为整形后板件法兰区域的有限元分析结果，平均变薄率依然保持在5.3%，满足变薄率大于3%的刚度要求，等效塑性应变比未成形加强筋时大很多，应力分布较均匀。
图8为最终成形的板件在检具上的现场图，用手施加一定作用力在法兰上，板件不易变形，而且与检具间隙均匀，验证了工艺设计的实用性。▍原文作者：朱取才，韩小后 ▍作者单位：富士瑞鹄技研（芜湖）有限公司
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