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片状弧形结构件成形回弹控制

本文摘选自《模具工业》2014年第11期

作者：鲜光斌，罗琳

（奇瑞汽车股份有限公司）

制件成形存在的问题1

图1为片状弧形结构件，材料为B340/590DP，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B340/590DP、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