某車型縱梁的成型工藝特點及分析

趙云杰　劉丹

摘 要：節(jié)能、安全、環(huán)保是當(dāng)今世界汽車發(fā)展的主題。汽車追求輕量化、低油耗成為主要的開發(fā)方向。目前，在不提高料厚的前提下，來提高沖壓件使用鋼板的強度成為車身制造輕量化的主要途徑。故導(dǎo)致車身沖壓件高強度鋼板的采用在汽車車身零件中的應(yīng)用越來越多。我公司在某車型開發(fā)中，共有95種沖壓件采用了不同級別的高強度鋼板，是公司有史以來應(yīng)用高鋼板較多的車型之一。在實際生產(chǎn)中，通過對下車身四種縱梁類件的沖壓工藝的了解，來概述其成形特點。

關(guān)鍵詞：高強度鋼板；成形工藝；縱梁

1 概述

由于高強度鋼板抗拉強度比普通鋼板高得多，導(dǎo)致成形難度大，制件質(zhì)量不易得到保障。在現(xiàn)生產(chǎn)中易出現(xiàn)拉傷、開裂、側(cè)壁有弧度、及制件回彈大等質(zhì)量缺陷。在現(xiàn)生產(chǎn)中，通過幾種梁類件的沖壓工藝的綜合對比，來簡析其解決質(zhì)量缺陷所確認(rèn)的可靠方案。

2 制件分析

2.1 中縱梁

2.1.1 制件簡介：圖1所示為某車型的中縱梁沖壓件，該制件材料為SPH780，料厚2.6mm。從材料上分析，為典型的高強度厚鋼板。

從形狀上分析，該制件周邊與下車身零件搭接配合面很多，制件試壓后，發(fā)現(xiàn)回彈量較大，直接影響整個下車身分總成的焊接質(zhì)量?，F(xiàn)場分析：制件“S”形成型，壓料面起伏較大，板料流動性不易控制。加之典型的“U”字型結(jié)構(gòu)，回彈難以控制。通過AUTOFORM分析，發(fā)現(xiàn)制件側(cè)壁回彈量最大達到5mm之多，拉延件開口間隙不均且扭曲。

2.1.2 沖壓件工藝確定

中縱梁制件制造需要四道工序加工完成。

一序：落料；二序：一次成形；三序：二次成形；四序：側(cè)沖孔、沖孔。

2.1.3 整改方案的確定

針對拉延側(cè)壁太陡峭，易拉出弧面，且拉伸后回彈不好控制，可能制件會卡凹模。成形方案：對于回彈的控制，通過調(diào)整翻邊鑲塊角度解決。因板料強度高且為厚板料（大于等于1.2mm的板料），整個型面都需要高硬度鑲塊拼合。采取成型，工序較短，但“S”型狀，制件皺趨勢大，可靠性不高。首次提樣匹配后，制件整體間隙不良。

修整：

措施一：分兩步

第一步：將預(yù)成型角度加大

第二步：變更折邊線，采用變R連接。

措施二：針對前端部側(cè)壁的弧度，二序上模底部R端處較一序過拉延10mm；

措施三：通過AUTOFORM對成形進行再分析，成形極限圖顯示：沖壓件在成形過程中，側(cè)壁多余的材料沒有限制住，導(dǎo)致制件局部立壁面有疊料和起皺趨勢。為此，局部形面增加凸起筋。

通過調(diào)整，除落料模外，最終三序（一序：一次成型、二序：二次成型、三序：沖孔側(cè)沖孔）使得制件的扭曲問題得到了改善，原工藝設(shè)定的整型模具取消。模具出廠時，制件合格率達到80%，現(xiàn)場匹配后也滿足裝車要求。

2.2 前縱梁

2.3 后縱梁

2.3.1 制件分析

高強板料拉延，且厚板料，側(cè)立壁回彈仍然存在。在成型時，供應(yīng)商通過調(diào)整翻邊鑲塊角度解決制件回彈問題，故增加側(cè)整形工序。

2.3.2 沖壓工藝：四序

一序：落料沖孔；二序：壓形；三序：側(cè)整型；四序：沖孔、側(cè)沖孔。

通過側(cè)整型方案的實施，使得制件回彈問題得到了解決。值得借鑒的是，側(cè)整型，采用斜器進行負(fù)角整型，即避免了制件拉傷，又通過抓取負(fù)角值，控制了回彈，同時也節(jié)省了TD處理的成本。是整型工藝的新方法。

3 結(jié)束語

通過上述三種高強板梁類沖壓件成形工藝的對比與分析，得知：（1）高強板件的側(cè)立壁回彈，可以通過R角進行補償或是采用斜器進行負(fù)角整型來解決此質(zhì)量缺陷；（2）“U”字形梁類件也可通過側(cè)立壁增加形面筋，即吸皺又可增加制件強度，同時對控制制件立壁回彈也起到一定的作用；（3）高強度鋼板沖壓件成形時，需采用大噸位的壓力機生產(chǎn)。同時成形時制件發(fā)熱而導(dǎo)致的立壁易出現(xiàn)拉傷情況，為保證模具型面鑲塊的硬度和表面光潔度，建議采取TD處理。解決高強板生產(chǎn)的沖壓件在現(xiàn)生產(chǎn)出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，是現(xiàn)場技術(shù)人員不斷探索的新課題，需要我們不斷地分析并進行技術(shù)總結(jié)。