侧围外板后保险杠处成形缺陷问题解决方案

1　零件成形问题

1.1　零件造型

侧围外板后保险杠处的结构根据车型略有不同，某车型侧围外板后保险杠处造型如图1所示，由于棱线R值较小，内表面数模仅为R1.3mm，拉深工序如果采用零件数模直接成形会开裂，需采用过拉深工艺，后工序进行整形。由于后保险杠处A面（外观面）与轮毂处安装面的台阶高度相差较大，如图2所示，台阶最深位置为39mm，最浅位置为16mm，采用过拉深后进行整形容易起皱，同时尖点R值过小，拉深后材料已硬化，整形后常伴随开裂问题。

1.2　拉深补充造型

图1所示区域的冲压工艺排布为拉深、修边、整形，该处的拉深补充造型对成形效果至关重要。表1所示为初期尝试的3种拉深造型方案，并对各方案进行了CAE分析验证，仅对拉深后侧围处板后保险杠处局部造型进行更改，其余工艺参数不变。

从表1可以看出，改变拉深造型对整形开裂与起皱影响较大，可以通过缩短拉深补充线长的方式优化起皱，控制成形深度及过拉深量解决开裂问题。综合对比，方案2成形效果较好，但以上3种方案都不能完全解决成形缺陷问题。整形时触料的先后时序不同是导致起皱的主要原因，如图3所示，区域1整形时先触料，将多余的料向区域2堆积，导致区域2产生起皱且棱线上抛。因此拉深补充应保证各区域的整形量尽量相同，同时还要考虑尖点开裂问题，在棱线尖点处进行球化处理，拉深后的减薄率不宜过大，应控制在20%以内，整形后尖点减薄率控制在25%以内，最大失效值需小于0.8，保证整形后不开裂。

2　零件结构优化

经过上述分析，零件起皱区域是由于台阶高度差过大，减少台阶的高度差是零件结构优化的方向，以下3种优化方案都是基于方案2的后工序整形。

2.1　优化方案一

在靠近轮毂处的后保险杠安装面根部设计1个凹陷造型，造型深度最大为7mm，如图4所示，通过增加凹陷减少台阶的高度差。方案一CAE分析结果如图5所示，靠近轮毂处上模整形镶件比原来提前触料，起皱情况得到改善，仅在棱线处有轻微的上抛。

2.2　优化方案二

更改靠近轮毂处的侧壁角度，将此处的侧壁角度调整为与冲压方向一致，通过控制早期成形的侧壁间隙来改善起皱问题，如图6所示。方案二分析结果如图7所示，起皱情况同样也得到了改善，但在棱线处仍然出现了上抛。

2.3　优化方案三

增加靠近轮毂处的顶部棱线的高度，减小台阶的相对高度差，使顶部棱线处在整形时与上模镶件提前触料，如图8所示。方案三CAE分析结果如图9所示，起皱还是集中在棱线处，棱线上抛现象仍然存在。对以上3种零件结构优化方案进行分析，降低台阶的相对高度差能够起到作用，3种方案均可以减轻起皱情况，但在棱线处都没有较好地解决上抛现象。相对方案一的效果最好，零件台阶的高度差H应控制在5mm以内，但由于零件结构功能受限，客户不能接受方案一和方案二的优化方式，仅同意方案三的零件结构更改，加高轮毂处棱线，使台阶过渡平缓。