现代汽车钣金冲压成形新技术

优胜编程龚老师

现代汽车钣金冲压成形新技术：

现代汽车行业迅猛发展，伴随能源、安全、环保等三大方面的新要求。汽车轻量化材料成形倍受关注，如铝、镁合金成形、高强度钢板成形及其他轻质材料成形等，其中，高强度钢板成形成为车体轻量化和提高碰撞性能最好的方法。
    冷冲压中，回弹控制的解决方法经由成形工艺→人工智能→数值模拟→试验迭代→动态补偿因子回弹控制方法。回弹补偿因子计算理论，引入材料模型，通过回弹计算、二次回弹计算，与传统回弹经验公式相比，对径向回弹有更精准的把握。通过补偿因子计算模型，得出回弹补偿因子的计算公式，如搅拌设备中复杂的阿基米德螺线叶片，采用自由曲面处理，实施回弹补偿因子，处理后的点云和曲面重构后的螺旋叶片一次修补达到要求，迭代最近点ICP算法得到零件回弹值，反向加载成形模型，得到每个网格点对应的回弹值与反向加载成形后应力分布。根据动态因子补偿后特征截面的提取、对比，模面修正，再重构曲面即模面补偿的加工曲面。

     高强度钢板热成形CAE仿真项目正在开展之中。汽车行业既要求材料强度高，又要求重量轻。通过加装防撞杆增加汽车侧面的防碰撞能力，但增加了重量，防护效果不好。高强度钢热成形件以其高强度、高硬度、轻量化及回弹小的成形特点在汽车中的应用比重不断增加，如发动机仓底部结构、前装配平台、前烟道护板、前保险杠、加强边梁、加强A/B柱、侧围栏、摇杆加强板、后保险杠、车门窗前沿加强条、车顶加强围栏及门梁等，加大了对高强度钢板的需求。

     高强度钢板热成形过程为：落料→机械手搬运→加热→成形、淬火，成形过程中热成形模具和冷却水道很关键。热成形CAE分析可得：最佳奥氏体化温度、淬火最佳马氏体温度、最佳成形温度、最佳冷却速度、最佳成形压力及颈缩、破裂、起皱等缺陷情况。CAE分析模型和流程包含：自重偏斜→加紧→拉深→淬火→冷却，有机械分析和热分析。

     基于JSTAMP有限元仿真模型研究坯料厚度方向上的热梯度，仿真的基本步骤和过程为定位、夹持、成形，得出各成形参数在热成形过程、板料温度场、压边圈温度场、凸模温度场、板料减薄率等的仿真结果。

高强度钢板成形分为冷冲压成形和热成形，冷冲压成形中的回弹问题通过动态补偿因子方法有效地控制了冲压回弹，使得高强度钢板成形效率更高。热成形处于起步阶段，通过热成形能得到高强度、回弹小的零部件，采用仿真分析能大幅提高工艺分析效率，节约试验成本。