文／丁斌，张振，潘家俊，张科·蒙城佳仕龙机械制造有限公司

采用Dynaform 有限元模拟分析法研究了盖板一模一件和一模两件成形工艺过程，分析了减薄及起皱等缺陷。结果表明：一模一件拉延成形时，整体减薄率较大。通过工艺补充面优化和增大压边力，可以降低减薄和起皱程度。一模两件拉延成形时，整体减薄率下降，增大压边力有利于降低起皱程度，生产效率为一模一件时的1.5 倍。

近年来汽车行业特别是新能源汽车的高速发展，促使零部件的生产技术不断提升。冲压成形技术可以保证生产质量，提高材料利用率，同时有效地提高零部件生产效率。对于整体尺寸合适的零部件，充分利用设备的生产能力，可以实现一模两件等。对于生产过程中出现的成形缺陷，使用物理模拟试验，周期长且成本高。利用现阶段成熟的有限元模拟技术，可以实现成形过程缺陷的控制，有利于寻求较好的工艺参数。

本文对冷轧钢汽车盖板开展成形工艺研究，分析一模一件中工艺补充面及压边力对成形质量的影响，通过对一模两件的成形缺陷研究，对汽车盖板及冲压类件的成形生产具有一定的指导意义。

模型建立

将完成工艺补充面设计后的盖板拉延件模型导入Dynaform 有限元软件，如图1 所示。盖板材料为B410LA 冷轧钢，模型中采用Barlat't-3Parameter Plasticity 参数模型，本构方程为：σ=943.9(0.0088+ε)0.152MPa。

图1 工艺补充后的拉延件

结果与讨论

一模一件成形结果

分布图。本体部分成形质量较好，但在端部及中间部分仍出现起皱现象。图2(a)所示标记处，由于拉深深度较大且圆角较小，出现拉裂现象。拉延件整体减薄率约为25.5%，在四周区出现起皱局部增厚现象。

图2 一模一件成形极限图和减薄分布图

增加拉裂区工艺补充面后，成形极限图和减薄分布图如图3 所示。本体以外的部分出现拉裂，但不影响拉延件成形质量。拉延件整体减薄率约为17.7%。相较于未优化前，减薄程度降低，成形质量提升。

图3 优化后一模一件成形极限图和减薄分布图

增大压边力有利于降低拉延件起皱程度。如图4所示，压边力为20t 时，拉延件四周起皱严重，材料流动性变差，表面出现局部拉裂现象。随着压边力增大，起皱现象有所改善。不同压边力条件下，同样部位出现细微拉裂，但该处在后续需要切除，对本体质量没有影响。

图4 一模一件不同压边力下零件成形极限图

一模两件成形结果

图5 为盖板一模两件拉延件的成形极限图和减薄分布图。零件边缘和中间起皱较严重。由于拉延件起皱较严重，表面整体减薄率有所降低，约为5%～10%。与一模一件成形效果相比，减薄率降低，但起皱增多，表面质量相对较差。

图5 一模两件成形极限图和减薄分布图

图6 表明增大压边力有利于降低拉延件起皱现象。随着压边力增大，拉延件表面起皱现象有所改善。图7 所示为实际生产所获拉延件，无起皱开裂等缺陷。

图6 一模两件不同压边力下零件成形极限图

图7 实际生产所获拉延件

一模两件效益分析

一模一件单工序生产节拍较慢，生产效率低。通过有限元模拟分析，优化坯料形状。同时结合设备吨位情况，改进单工序生产。一模两件生产拉延件时，共成形、冲孔和切边3 工序，可在同一副模具上进行操作，提高了生产效率。生产效率由原先的每天1000 件提高至每天1500 件，同时减少了冲床的使用频率，降低了冲次费用。

结束语

⑴一模一件时，拉延件整体减薄率约为25.5%；增加拉裂区工艺补充面有利于降低减薄程度，增大压边力有利于降低拉延件起皱程度。

⑵一模两件时，拉延件整体减薄率下降，通过增大压边力有利于降低起皱，实际生产所获得拉延件无缺陷。