文/李晶晶，王平，杨洪震·安徽江淮汽车集团株式会社
导读：目前国内外对付汽车节能减排的哀求愈高，为知足汽车节能减排哀求，相应国家号召，轻量化材料得到迅猛发展。与钢板比较，铝合金具有密度小、强度较高、耐锈蚀等优点，能知足汽车轻量化的哀求，故在汽车轻量化技能发展过程中被广泛运用。但由于微不雅观构造差异，铝板较钢板的回弹不同，虽然钢板零件的回弹补偿技能运用如今已非常成熟，但对付铝板领域海内的研究险些为零。
铝板零件的回弹补偿相对付钢板而言更加繁芜，且更加具有不稳定性。为此针对铝板回弹较大的问题，我们提出了综合化的前期补偿策略，即在铝板模具开拓前期，综合考虑零件工艺的稳健性（材料，设备，润滑条件），GD&T的合理性，回弹量，补偿策略等主要成分进行回弹补偿。经由综合化补偿策略完成高品质的前期哀求后，在后期的制造中，零件经由较少的整改即能够达到90%以上的合格率。
市场上大量车型出于轻量化角度考虑，青睐于利用铝板前罩内外板代替传统的钢板前罩，由于在白车身材系中，引擎罩是一个传统的开闭件，冲压工艺难度相对较小，和传统的钢板比较较，重量约仅为钢板前罩的一半，故采取铝板产生的减轻效果也最为明显。下面就以铝板前罩外板为例，进行剖析先容。
一、铝板回弹问题的缘故原由
回弹是铝板波折成形过程中普遍存在的征象，是卸载过程中内力重新分布引起的。一样平常铝板回弹要大于钢板的回弹，这紧张是材料本身微不雅观构造差异导致。图1是铝板、软钢和高强钢3种材料范例应力-应变曲线，从图1可以看出，同样的应变条件下卸载，铝板的回弹要比普通钢板大得多。
图1 不同材料回弹量比拟
二、前罩外板材料回弹掌握1.前罩外板材料特性简介本次剖析的是江淮汽车正在生产的某个前罩外板，采取的外板料来自Novelis e170，厚度为0.9mm，由于板料的加工和材料特点，铝板是具有时效性的，从板料冲压成形角度考虑，3个月时的性能为最佳，并且需进行6个月的验证，用以辅导板料的生产，如表1所示。
表1 e170的板料性能失落效数据比拟
2.前罩外板的成形仿照前罩外板的工艺流程为拉延→修边、侧修边→翻边、侧翻边、修边→翻边、侧翻边→空工位。
根据前罩外板产品的形状和材料的特点进行拉延面设计，用CATIA设计如图2所示。
图2 前罩外板和内板拉延模面设计图
3.零件的稳健性剖析流程零件的成形利用AutoForm R7进行剖析，对软件的设置和参数的评估，须要根据相应企业标准进行设置，用以判断变薄、开裂、起皱、回弹、全局的变薄率等大的问题项，然后针对各个问题项进行办理，并结合生产线的哀求，调度初版的工艺，最后进行工艺审核和稳健性成分的排查，得到稳健性的工艺工法，剖析流程如图3所示。
图3 铝板冲压稳健性剖析流程
个中，稳健性剖析紧张有以下内容：
⑴料片形状和位置颠簸(±5mm)；
⑵材料的屈从和抗拉强度颠簸(±10%)；
⑶材料的r值和n值颠簸(±10%)；
⑷摩擦系数颠簸(±10%)；
⑸压边力颠簸(±10%)
代入对应的参数进行Sigma剖析，剖析完成后进行判断：对付最大失落效可设置为0.8，减薄可设置为16%，外加起皱，自由回弹的情形进行评价。基本的哀求是最大失落效，减薄项问题是必须完备办理的；起皱须要进行分级策略上的判断，分级原则是外板整体必须办理，对付完备看不见的面，也是须要只管即便办理；对付自由回弹的剖析，Cpk值在回弹补偿过程中不知足哀求，并不代表回弹稳健性差，紧张是看Cp值的大小，Cp值越大，工序过程就越稳健，如果公差带小于该过程的公差宽度，表明必须进行补偿。
4.前围外板的回弹量确认以及补偿策略制订回弹的剖析是须要根据全工序的结果进行的，紧张把稳以下问题，并且担保是按照哀求进行的。
⑴各工序自由回弹结果比较；
⑵各工序三点夹持回弹结果比较（不考虑重力，是否考虑修边先后对回弹的影响）；
⑶产品自由回弹与最小夹持回弹剖析比拟（不考虑重力）；
⑷最小夹持原则下，重力对回弹结果的影响；
⑸是否考虑翻边时序问题。
进行以上剖析中，目标为最大程度地进行补偿自由回弹量并且考虑重力的影响，这样补偿后的效果最好。零件补偿流程如图4所示，策略确认后，不断地进行补偿，补偿到所须要的GD&T，终极零件合格率达到95%。
图4 零件补偿流程简图
针对不同的零件，补偿办法差异也很大，前罩外板采取的板材在冲压过程中，每个工序都会产生回弹，故在这里根据项目和过往的履历，得到以下结论。
外板的哀求：我们先将OP40的回弹补偿到OP10，然后打算出此轮OP10的回弹，用这个回弹量来进行OP20的补偿，再进行OP20和OP30，OP40的打算，这样下来是1次循环，这样重复循环得到空想的结果，在补偿的过程中，须要判断全型面的补偿还是局部补偿，补偿量是不是1∶1，是根据带重力或者不带重力的回弹补偿等，确定好这些小细节后，我们就可以进行多次的循环补偿，目标是在夹持加定位孔的情形下知足检具哀求，并且在不夹持的过程中也能担保零件的合格。图5、图6所示为外板的补偿流程和效果图。
图5 外板补偿流程图
图6 外板补偿效果图
在AutoForm内部天生的补偿型面，直接导出IGES文件，该CAD的型面基于补偿网格天生，但质量上达不到原始面的质量，必须进行型面光顺优化或型面重构，否则会产生表面的毛病。
在AutoForm内部天生的补偿型面，直接导出IGES文件，该CAD的型面基于补偿网格天生，但质量上达不到原始面的质量，必须进行型面光顺优化或型面重构，否则会产生表面的毛病。
末了还要把稳对表面问题的检讨，如高斯曲率，凸凹衍射，间隔比拟，斑马线比拟检讨，完备确认没有问题后，可以根据数据进行后序的加工和处理。
5.综合化回弹补偿的实际运用效果
如图7所示，经由上述方法进行零件的品质提高，外板合格率可以提高到75%，内板合格率达到90%，明显优于没有补偿的效果，并且大大节约韶光，减少修模本钱，提高了零件质量。
图7 前罩补偿后出件结果图
三、结束语铝板零件的回弹补偿相对付钢板而言更加繁芜，且更加具有不稳定性。为此，我们根据全铝车身的开拓履历，总结得出铝板补偿的技能履历，通过前期的冲压工艺全工序剖析仿照，确定回弹工序、回弹区域和回弹数值，从而进行相应回弹补偿来办理可能产生的回弹变形；同时在生产过程中跟踪制件的调试情形，然后通过软件仿照现场实际状态，对付剖析前期预测的回弹结果，制订更加准确的回弹补偿方法。
通过公司实际铝合金零件的生产，验证了目前这种抑制铝件回弹方法比较有效，能够知足实际生产哀求，对海内铝合金在汽车零部件中的大批量运器具有一定的参考和辅导意义。
作者简介
李晶晶，冲压工艺主监工程师，紧张从事冲压工艺设计及冲压设备方向的事情，主持完成江淮蔚来项目冲压设备的安装及调试事情，参与完成的柔性化汽车生产调度及装置工艺得到安徽省科技成果奖。
—— 来源：《铸造与冲压》2020年第8期
