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高强度钢板加强梁冲压方案的讨论与问题处理

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-08-15  浏览次数:686
核心提示:1 引言 高强度钢板在汽车车身零件中的应用越来越多,高强度钢板的特殊性能增大了制件的成形难度。在冲压方案确定和实际生产中,
1 引言
    
    高强度钢板在汽车车身零件中的应用越来越多,高强度钢板的特殊性能增大了制件的成形难度。在冲压方案确定和实际生产中,综合对比几种冲压工艺的优缺点,通过CAE分析优化设计,是降低设计风险、缩短整改时间、获取成功方案的可靠保证。
    
    2 制件分析 
    
    (1)图1所示制件是某型车的侧构件加强梁制件,该制件材料为JAH590RN-45/45,料厚2.0mm。从材料上分析,为典型的高强度厚钢板,σb=633MPa,σ0.2=480MPa,δ≥24%,双面镀锌。对比普通钢板和高强度钢板的材料性能见图2所示。随着材料抗拉强度的增加。成形曲线更平缓,屈降比更低,N值更小,制件变形余度更小,回弹更大。
   


    (2)从形状上分析,该制件与其余零件的搭接贴合面很多,制件的回弹以及精度的高低直接影响焊接装配。制件侧壁较陡,修边行程大,很长一段边都在侧壁上,修边困难。形状较独特,拉伸压料面起伏较大,不便于板料定位。典型的几字型结构,回弹难以控制,缺乏类似经验可供借鉴,方案实施风险较大。
    
    3几种成形方案的对比
    
    通过对制件的分析,发现不论是采用成形还是拉伸都将有一定难度。拉伸方案压料面太陡峭,板料定位困难;板料强度高且为厚板料,为避免划伤镀锌层,整个型面都需要高硬度镶块拼合;修边一次不能完成,需增加斜楔修边,且凸模强度差;拉伸后回弹不好控制,可能制件会卡凹模。成形方案则工序较短,修边问题能很好解决,但法兰面起皱趋势大,可靠性不高。对于回弹的控制,成形可以通过调整翻边镶块角度解决,拉伸可以增加整形工序。
    
    4 CAE分析及方案确定
    
    通过AUTOFORM对一步直接成形进行分析,结果如图3所示。可以看到制件在成形过程中,侧壁多余的材料没有约束,导致法兰面材料堆积,出现叠料现象。另外,顶部凹陷区域也有较明显的起皱趋势。
   


    拉伸方案的成形分析结果见图4所示,从成形分析的结果看该制件确实如以前讨论所述成形困难,侧壁和法兰面的起皱趋势明显,通过调整压边力和板料形状,情况有所好转。侧壁的翘曲回弹仍然存在,采用修正数模的方式可进行先期补偿(见图5),这样后工序整形效果将更好。
    
    综合成形风险和成本控制考虑,决定按照拉伸方式实施该方案。
   


    5 CAE辅助现场问题处理
    
    然而从实际冲压的情况看拉伸件效果不太理想,制件在两个方向上都有扭曲现象,根据分析软件确定的侧壁回弹量和实际情况也有一定的差别,变形后的拉伸件在修边工序上极不贴模且很难定位。另外在顶部凹陷处的起皱趋势演变成了叠料(见图6),导致拉伸件不能成形到底。
   

 
 
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