翼子板A柱型面回弹调试整改方法

宋洋sy 2024-03-22 发布于北京

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0　引言

汽车翼子板尺寸精度成形时受板料材质、冲压方向、制件补充面设计、成形力、调试研配等因素影响，在各个成形工序阶段都会出现回弹变形，在模具调试阶段这类问题尤为突出。客户要求制件尺寸公差从±0.5mm提升到±0.3mm，且平行差在0.3mm以内。现以某车型翼子板为例，在首次成形检测后，A柱A面（外观面）出现较大回弹，尺寸超差约+3mm，整改提升难度较大。

1　A柱A面回弹情况

（1）检测报告基准情况。检测报告中制件检测基准面A1、A2、A3、A4在检具上松开状态下公差测量结果显示全部在0~0.2mm，如图1所示，满足公差要求，如表1所示。从现场检具装夹制件结果可知，制件在检具上定位精准稳定，S面（定位面）和检具贴合都较好，说明检测报告准确，能够反映成形制件尺寸的真实状态。

（2）检测报告超差情况。翼子板首次调试成形后，测量结果显示A柱A面尺寸出现较大变化，制件左右件测量报告显示，A柱整条边面差在-0.4~+2.99mm变化，如表2所示，A面回弹量较大，与制件要求的公差±0.3mm差距较大。整改时需要从前期CAE分析结果、模具零件研配、调试过程控制等方面找到问题点，对其分析并通过调试试验找到解决问题的整改方案。

（3）检测报告整理分析。根据检测点位图（见图2）和检测报告整理A柱A面面差柱状图，如图3所示。从图3可以看出，左右件A柱A面面差变化趋势基本一致，只是在超差量上有些变化，在制件的中上部向上回弹量最大。

（4）CAE分析与蓝光扫描对比。为了进一步确认制件尺寸真实状态，从前期CAE分析结果检查制件回弹情况，AutoForm前期分析结果中，A柱段差只有中间局部少数点位超差约+0.7mm，如图4所示，基本满足CAE分析要求。为了判断制件回弹变形情况，通过蓝光扫描全工序制件，扫描结果如图5所示，与CAE分析、检测报告回弹趋势基本一致，只是数据差值有些变化。

2　排查及分析问题

（1）翼子板成形方式。翼子板A柱经过拉深（OP10）、修边（OP20）、直翻边（OP30）、侧翻边整形（OP40）4道工序完成成形，如图6所示。根据CAE分析和现场经验判断，拉深、直翻边和侧翻边整形3道工序对制件回弹影响较大，现场排查集中在拉深时材料流动尺寸、研配着色及后工序模具的符型定位与翻边间隙等方面。

（2）排查模具问题点。检查拉深时现场材料流动大小是否满足CAE材料流动要求，经现场实际排查，发现有2处材料流动有8mm左右的差异，如图7、图8所示，这种差异会影响最终制件的回弹尺寸，需要现场调整拉深时材料流动大小以验证成形制件回弹变化情况。根据AutoForm对不同进料大小的分析结果并结合现场调试，需要在现场调试时控制拉深材料流动大小。经现场确认全工序模具符型定位、研配着色和翻边间隙等满足行业要求，排除因模具制造对零件回弹的影响，如图9所示。

（3）全工序制件扫描分析。翼子板A柱区域支撑面较少，调试过程中回弹较难控制，整改提升尺寸精度的方法也少，根据图6制件成形方式并结合全工序扫描结果可知（见图10），拉深成形完成后，整个制件出现了较大的回弹；修边后工序件应力释放，回弹消失；直翻边造成A柱局部向上回弹；侧翻边整形完成后，A柱中间段出现向上正回弹，两端出现向下负回弹，造成制件中间段回弹量变大，如图11所示（a、b为检具支撑点），扫描结果与最终三坐标测量机测量结果一致。通过蓝光扫描结果分析，制件回弹主要在拉深、直翻边、侧翻边整形3道工序产生，整改时重点从这3道工序考虑，以减少工序件回弹量的叠加。

3　整改方案

整改方案从改变OP10局部应力变化、改变OP30局部造型和调整OP40斜楔翻边角度等方面考虑改善A柱回弹。经过AutoForm分析这3种整改措施叠加可以降低回弹量3mm左右，与整个A柱回弹量一致。通过实施叠加整改方案，保证了制件的尺寸精度，避免了整改时全工序回弹补偿的加工风险和制造成本的增加，制定的整改方案具体如下。

（1）减少拉深时进料大小。通过AutoForm计算，反复调整拉深筋高度以改变局部进料大小，根据调整后AutoForm分析的最优结果，回弹量减小1mm左右。在原来的基础上加高拉深筋2mm，如图12所示，补焊后数控加工，经过钳工研配后重新调试拉深工序件以供后工序验证结果，这种整改方法避免了拉深模整体型面的加工。

（2）调整直翻边部分造型。通过调整直翻边部分的造型以改善直翻边的回弹，经过反复调整造型，降低直翻边冲压时的成形力，减小A柱剖面局部成形所需的线长，改善翻边时A柱剖面弧度因线长增加而向上反翘的趋势，制件成形后贴合下模零件型面更完美，降低制件向上回弹的风险。经过Auto⁃Form分析计算与改型前回弹有0.5mm左右的降低，如图13所示，加工数模依据AutoForm分析结果的造型重新调整后，将上模翻边镶件局部补焊，上、下模数控加工完成后，钳工合模后上压力机检查并调整整改部位间隙，将该工序整改完成后的工序件供后工序调试使用。

（3）调整侧翻边整形冲压角度。侧翻边整形检查原加工数模，发现侧翻边斜楔还有5°的冲压角度可以调整，原来的斜楔冲压方向是打开5°，即不是90°翻边，制件95°侧翻边所需的成形力F1比90°侧翻边的成形力小，且整形部分成形力F2固定不变，如图14所示。增加侧翻边的成形力F1，改善制件的塑性变形量，减少侧翻边时向上回弹趋势。经过AutoForm分析计算，整个A柱区域回弹降低1.5mm左右，调整加工数模，上模镶件局部补焊和下模一起数控加工后，钳工合模上压力机检查翻边整改区域间隙，满足要求后，冲压完成，等待检测制件并验证结果。