制件成形存在的问题1
图1为片状弧形结构件，材料为B/DP，料厚1.2mm，该制件拉深深度浅、角度大，在成形中容易产生回弹，部分区域（见图2所示椭圆区域）回弹量达到14mm以上，导致制件在焊接匹配过程中存在干涉和间隙问题，如图3所示。
图1弧形结构件二维图
图2制件成形回弹区域
图3制件在焊接匹配中出现的问题
制件成形时回弹产生原因2
经分析，引起制件成形时回弹主要因素如下：
01制件结构特征
制件呈片状弧形结构，且弧形角度大，成形深度浅，整个片状体上没有设置一个加强筋，不利于保证制件强度，因此容易产生回弹。图4所示为无加强筋的制件三维模型。
图4无加强筋的制件三维模型
02制件材料及厚度
由制件材料B/DP、料厚1.2mm可知，制件的成形属于高强度、高厚度钢板成形，成形性较差，容易产生回弹。
03CAE分析水平欠缺
由于CAE分析人员的设计水平不够，现场实际经验不足，对回弹问题缺乏深刻认识和处理经验，未能及时改善冲压工艺和模具设计以防止制件成形时回弹；或者CAE软件分析精度不够，未能精确分析出制件实际的反弹量，从而不能对回弹问题进行预防处理。
04冲压工序不合理
制件的冲压工序为：①落料；②弯曲；③整形、冲孔、分切。该冲压工序有如下缺点：①采用弯曲成形工艺，成形力相对较小，导致制件成形不充分，从而产生回弹；②由于制件先整形后分切，分切后制件会恢复自由状态，不受任何约束力，从而容易产生回弹。
图5整形模结构
05整形工艺不合理
图5所示为制件整形模结构，由图5可见，制件在模具上的摆放角度并不合理，这样会导致制件弧形段受力不均，甚至部分区域受不到整形力，影响整形效果。此外，制件部分型面未布置斜楔机构进行侧整形，是导致整形效果不明显的主要原因。
制件成形时回弹控制措施3
针对制件的成形特点，采用如下措施减少制件成形时回弹：
01
增设加强筋，提高制件强度
在考虑布置焊点的前提下，在制件避开焊点的位置尽可能多地增设加强筋，以提高制件强度，减少制件成形时回弹。图6所示为带有加强筋的制件三维模型。
图6带有加强筋的制件三维模型
02
采用热压成形工艺
随着车身轻量化的要求，在车身设计中采用高强度、高厚度钢板已成趋势，但高强度、高厚度钢板的成形性较差，容易产生回弹，因此可在条件允许的情况下采用热压成形工艺，以提高制件成形性能。
03
提高CAE分析水平
一方面要让CAE分析人员多去现场了解模具的实际结构、冲压工艺和机床设备等情况，提高CAE分析人员的水平；另一方面使用模拟过程更真实、精确度更高的CAE分析软件，不断提高制件成形分析的精确度，以便提前预防制件成形时回弹，对相应的模具结构和冲压工艺进行优化。
04
优化冲压工序
优化后的制件冲压工序为：①拉深；②修边+侧修边；③修边+侧修边；④分切；⑤整形+侧整形+冲孔。该冲压工序的优点为：①拉深工艺能保证制件充分成形，把原弯曲成形工艺改为拉深工艺，是因为拉深模采用压边圈压住板料，在拉深过程中对制件施加的力比弯曲工艺更大，制件的塑性成形更好，能确保制件的拉深成形更充分、成形到位；②将原工序中的先整形后分切改为先分切后整形，即在制件恢复到自由状态后再进行整形，这样能很好地控制制件的回弹。
图7制件旋转一定角度后在整形模上的摆放状态
05
优化整形工艺
为保证制件整形到位，控制制件回弹，提高制件精度，要求整形工序冲压方向上没有负角。因此，要想让整形效果达到理想状态，需要将制件在模具上旋转一定角度，以确保制件在整形过程中受力均匀。制件旋转一定角度后在整形模具上的摆放状态如图7所示，此时制件在整形过程中所受整形力更大，能有效控制制件回弹，提高制件精度。此外，在整形模上增加侧整形工艺，采用斜楔机构对制件弧形段进行侧整形，能有效提高制件整形效果。
▍原文作者：鲜光斌，罗琳
▍作者单位：奇瑞汽车股份有限公司
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