利用AutoForm软件解决汽车后纵梁回弹问题

冲模技术利用AUTOFORM软件解决汽车后纵梁回弹问题王屹峰，叶明礼长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心河北保定071000【摘要】借助AUTOFORM软件，利用汽车板成形的有限元模拟分析技术，对某车型后纵梁冲压设计工艺方案进行了模拟分析。为了消除U形纵梁成形缺陷，进行了正交试验设计，根据CAE技术在模具设计调试过程中的指导作用，并依据模拟结果对零件拉延工艺方案进行分析、判断和优化，通过对拉延筋参数进行优化，解决了后纵梁回弹问题。关键词AUTOFORM软件；回弹；成形工艺中图分类号TP3917；TG3852文献标识码BSOLUTIONTHESPRINGBACKPROBLEMOFTHEAUTOMOBILEAFTERSTRINGERUSINGAUTOFORMSOFTWARE【ABSTRACT】WITHAUTOFORMSOFTWARE，THEUSEOFAUTOMOBILESHEETMETALFORMINGFINITEELEMENTANALYSISTECHNIQUESFORTHEDESIGNOFAVEHICLEREARSIDESTAMPINGPROCESSPLANSIMULATIONANALYSISINORDERTOELIMINATETHEUSHAPEDSTRINGERSFORMINGDEFECTS，THEORTHOGONALEXPERIMENTALDESIGN，DIEDESIGNBASEDONCAETECHNOLOGYINTHEGUIDINGROLEOFTHEDEBUGGINGPROCESS，ANDBASEDONTHESIMULATIONRESULTSONTHEPARTDRAWINGPROCESSSOLUTIONSFORANALYSIS，JUDGMENTANDOPTIMIZATION，BYDRAWINGTENDONSPARAMETERSAREOPTIMIZEDTOSOLVETHEREARSIDESPRINGBACKKEYWORDSAUTOFORMSOFTWARE；SPRINGBACK；FORMINGTECHNIQUE1引言回弹是U形件冲压成形的主要制造缺陷，严重影响零件的尺寸精度。U形结构件是一类有代表性的冲压加工零件，汽车冲压件中有很多零件制件的横截面呈U形，如各种纵梁、横梁等，由于回弹使得它们成形后的尺寸精度难以保证，从而影响后续装配。目前主要从两个方面实现板料回弹控制一是成形工艺控制，通过制定合理的成形工艺，改变板料成形时的应力应变状态，使板料发生充分的塑性变形，从而抑制回弹；二是模具形状控制，通过修正模具型面或者模具结构使冲压件产生过正成形，利用回弹规律，使得板料卸载后的形状与所要求的零件形状相符1。实际生产中，一般联用这两种回弹控制技术，以取得最佳的设计效果。2生产问题我公司某款车型地板横梁，材质为B340590DP，材料厚度为16MM。制件高度超过120MM，且整体为“S”。形状初步冲压工艺为拉伸一修边一整形一冲孔，在模具制造2015年第3期31冲模技术模具调试过程中，严重回弹最大量20RAM，成圆弧状经过调整凸模背空，增加整形工序等手段，均无明显改善。3冲压参数正交试验设计与试验方案试验目的通过试验确定在U形件成形过程中影响回弹量的关键因素，以减少回弹。用正交试验法减少试验次数，找出良好的工艺参数。31正交试验设计方案利用AUTOFORM软件将各影响因素进行优化，找出关键影响因素并优化工艺参数，先从理论上解决此问题。利用正交表安排试验，确定如下试验指标、设计变量以及约束条件。1响应即试验指标U形件凸缘外缘处向回弹位移，ZMM。2因素即设计变量影响U形件成形后回弹量大小的主要因素有很多，但在考虑在此制件已开发模具，因此，待定的因素为拉伸筋力D朋FNMM、压边力BHFKN、摩擦系数厂、凹模圆角R，如表1所示。表1多因子正交试验的因素及水平因素托伸筋压边力摩擦系数凹模圆角DB尺FNMMB日FKNRMMLO470001252O310OH0015830215OH0017L03约束条件为保证U形件在成形过程中不出现破裂现象。4确定正交试验方案，根据试验参数个数和试验水平的个数，采用正交表L4拟定正交试验方案及模拟结果如表2所示。表2正交试验方案参数拉伸筋压边力摩擦系数凹模圆角回弹量次数DRFNRAM占日FKN，RRAMZ|MM1O47O001253O72O410OH00158233041500O17102744O3700O151O3345031000017532160_3150001282_837O27OHD01784048O2100001210397902L500O15531732数据处理及结果分析再利用MINITAB软件对数据进行分析，根据直观分析中均值响应表见表3可知，以回弹量KZMM为考察指标，拉伸筋DBRF、压边力BHF、摩擦系数厂、凹模圆角R等4个因素影响大小依次为拉伸筋DBRF压边力BHF摩擦系数凹模圆角R。表3回弹量AZMM均值响应因素水平拉伸筋压边力摩擦系数凹模圆角D曰RFNRAM曰FKNTRMIL1L2703348332931523127316293730573372729L33_33335DELTA1023O5703930293排秩1234根据图1所示主效应图进一步分析各参数的影响得了以下结果拉伸筋和压边力对回弹的影响最大，而摩擦系数和凹模圆角影响较小，但拉伸筋和压边力不能无限制的增大，它会使制件破裂。因此在加大拉伸筋或压边力的同时如何不引起制件的破裂是解决此问题的关键。数据平均值拉伸筋力压边力KN霜3634323028摩擦系数凹模唰角、图1回弹量的主效应图4工艺参数优化41理论分析U形件成形过程中，侧壁部分经历了复杂的弯曲和拉