汽车冲压件回弹量的控制

累，具有较强的均匀变形能力。

几个钢种的成形极限图的对比图见图１．２。

成形极限图能较全面的表征各类钢在各种应力状态下的成形性，从图１．２可以看出：双相钢和ＤＰ６００的成形性相当，ＴＲＩＰ６００的成形性和ＩＦ钢相当，且在深拉延和平面应变区的成形性还优于ＩＦ钢。

②回弹回弹是指冲压构件脱模后，偏离原在模具中形状的一种变形量。

高强度钢的机械性能和普通低碳钢有很大差异，钢板高强度化易引起塑性下降，成形性变差，而屈服强度的提高则引起面畸变和回弹效应，增加形状不稳定性。

典型的成形缺陷有开裂、形状不良、尺寸精度不良和卡模具等。

材料强度升高时，残余应力增大，易产生变形后弹性回复引起的形状不良和尺寸精度不良等。

这是高强度钢板成形中最为严重的问题【ｎ。

导致由这类材料冲压而成的汽车冲压件的回弹量远大于使用普通低碳钢板的冲压件，回弹问题更加突出。

图１．３几种钢回弹对比图Ｆｉｇ１．３Ｓｐｄｎｇｂａｃｋｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｅｅｌｓ从图１．３可以看出，随着板料强度的提高，回弹越严重。

由于先进强度钢独特的材料性能，成形后的回弹比普通钢及传统高强度钢大。

因此回弹是先进高强度钢冲压成形工艺的设计难点。

利用有限元仿真软件，分析先进高强度钢的回弹特性，可有效指导先进高强度钢冲压成形设计。

１．４冲压回弹的分析和控制方法冲压回弹分析是回弹控制的基础，回弹分析的准确程度，决定了回弹控制的有效性。

只有准确预测回弹，才能从根本上解决回弹问题。

１．４．１冲压回弹的分析方法常用的回弹的分析方法有两种，解析方法和有限元方法。

①解析法重庆大学硕士学位论文２先进高强度钢介绍２先进高强度钢介绍２．１先进高强度钢简介根据国际上对超轻钢汽车的研究（ＵＬＳＡＢ．ＡＶＣ），把屈服强度在２１０－５５０Ｎ／ｒａｍ２范围内的钢板称为高强度钢板；屈服强度大于５５０Ｎ／ｒａｍ２的钢板称为超高强度钢板。

根据强化机理的不同又分为普通高强度钢板和先进高强度钢板。

其中，普通高强度钢板主要包括高强度ＩＦ（无『自Ｊ隙原子）钢、烘烤硬化钢、含磷（Ｐ）钢、各向同性（ＩＳ）钢、碳一锰（Ｃ．Ｍｎ）钢和高强度低合金（ＨｓＬＡ）钢；先进高强度钢主要包括双相（ＤＰ）钢、相交诱发塑性（踊Ｐ）钢、复相（ｃＰ）钢、贝氏体（ＢＰ）钢和马氏体（ＭＰ）钢等。

汽车覆盖件成形仿真中的回弹分析0引言薄板冲压成形作为一种塑性加工方法，广泛应用于汽车、航空航天、电器、造船、仪表等工业领域，它在汽车制造中尤为重要。

据统计，汽车上有60%~70%的零件是采用冲压工艺生产出来的。

汽车冲压件成形质量的好坏不仅影响到整车的装配、汽车外观，更影响到汽车的制造成本以及新车型开发的周期。

薄板冲压成形包含多种复杂物理现象，主要有：接触碰撞现象；摩擦磨损现象；大位移、大转动和大变形现象。

这种复杂性使得对的设计和控制非常的困难，从而造成成形过程中产生许多缺陷，并且难以纠正。

起皱、破裂和回弹是薄板成形中的三种主要缺陷，其中回弹是最难控制的，因为涉及到对回弹量的准确预测，而不同材料、不同形状的冲压件的回弹规律差别很大。

回弹问题的存在会影响冲压件的形状尺寸精度和表面质量。

冲压件的最终形状取决于成形后的回弹量，当回弹量冲过允许容差后，就成为成形缺陷，进而影响整车装配。

由于目前对轿车装配质量的要求日益提高，综合装配误差严格控制在较小的数值范围内，这无形中增加了对冲压件成形精度的要求。

回弹不仅是工业生产中的一个实际问题，同样也是学术界长期以来关注的热点。

从NUMISHEET93’（第二届板料成形三维数值模拟国际会议）开始，每届会议都有关于回弹预测的标准考题（BENCHMARK），在NUMISHEET’99上，专门有一个关于回弹预测和回弹误差控制的会议专题，其中文章达到10篇，约占全部会议文章的11%。

有限元数值模拟技术的引入，为推动回弹问题的解决提供了有利的工具。

因此，利用数值模拟技术对轿车冲压成形后的回弹变形进行准确预测，在此基础上，研究回弹控制方法以提高成形精度，对于降低轿车冲压件制造成本、保障整车装配质量、缩短新产品开发周期有着重要的意义。

1薄板冲压成形仿真系统随着理论和技术上的日臻完善，冲压成形有限元仿真分析在汽车工业中的应用日益受到重视。

覆盖件冲压成形仿真分析在多方面对企业的冲压生产提供有利的支持：在设计工作的早期阶段评价覆盖件及其模具设计、工艺设计的可行性；在试模阶段进行故障分析，解决问题；在批量生产阶段用于缺陷分析，改善覆盖件生产质量，同时可用来调整材料等级，降低成本。

10.16638/ki.1671-7988.2018.21.028基于Dynaform的回弹控制及优化设计何斌1，邢昌2（1.安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230000；2.安徽工程大学，安徽芜湖241000）摘要：为了解决金属板料成型中的弯曲回弹问题，文章利用Dynaform对U形件的成型过程以及产生的回弹进行模拟仿真分析，并从工艺参数、模具结构、弯曲件结构设计等方面得出控制与减小回弹的方法，为提高冲压件的质量、缩短产品开发周期以及回弹问题的控制与优化提供了参考和指导。

关键词：Dynaform；弯曲回弹；模拟仿真；U形件；回弹控制中图分类号：U462 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2018)21-79-03Springback Control And Optimum Design Based on DynaformHe Bin1, Xing Chang2（1.Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd, Anhui Hefei 230000;2.Anhui Polytechnic University, Anhui Wuhu 241000 )Abstract:In order to solve the problem of bending springback in sheet metal of forming, Using Dynaform to simulate the forming process and springback of U-shape part, it comes to the method of control and reduce springback form the process parameters, tool structure, the structure of bending parts etc. And it provides a reference and guidance for improving the quality of stamping parts, shortening the product development cycle and controlling and optimizing the springback problem. Keywords: Dynaform; Bending Springback; Simulation; U-shaped part; Springback controlCLC NO.: U462 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2018)21-79-03前言随着汽车工业的发展以及轻量化技术的应用，高强度的冲压薄板件和铝合金板材的使用占比越来越高，而在这些冲压薄板件成型过程中，弯曲回弹的控制及攻关一直是炙手可热的课题。

冲压回弹现象解决措施摘要：在冲压的过程中，冲压件会在分子的作用下在冲压过程中产生回弹现象，即在弯曲变形过程中，板料除本身的塑性变形之外，还产生弹性变形，弯曲件从模具中取出后，弹性变形部分恢复导致弯曲件的形状与模具形状不一致，这种现象称为弯曲件的回弹。

这种现象在加工要求中是不允许存在的，因为这样会严重影响弯曲件的质量，影响生产。

正因为如此，我们就要想办法解决它，我们将通过冲压板料的本身和模具这两个方面进行分析解决。

关键字：回弹；弯曲件；质量；精度；正文：1、问题产生冲压回弹严重影响着冲压件的质量，造成工件报废，引起不必要的损失。

谈起回弹，大家想到最多的就是弯曲，这是因为弯曲回弹量大，对制品精度影响严重。

材料的弯曲过程是由弹性变形过渡到塑性变形的过程，即使在塑性变形过程中，也不可避免有弹性变形存在，从而致使工件弯曲后弯曲角度与弯曲半径发生变化而与模具尺寸不一致，因而影响工件质量。

2、解决方案（1）、从弯曲材料上克服弯曲件回弹弯曲冲压所用的材料主要有合金钢、铸铁、碳钢、硬质合金等，在进行弯曲冲压时，如果板料的弹性变形较大，那么在弯曲后极易产生回弹现象，可以在冲压前对板料进行热处理，改变板料内部的应力组织，适当的解决在弯曲过程中的回弹。

（2）、从模具结构上克服弯曲件回弹①对于回弹较大的材料，如中碳钢、锰钢、硬黄铜等，当弯曲半径较大时，可在凸、凹模上做出补偿回弹角或将凹模的顶出件做成弧形，以补偿圆角部分的回弹。

②对于一般性的材料其回弹角〈5°时，且工件厚度偏差较小时，可将凸模或凹模做成负角，其弯曲间隙做成最小材料厚度，以克服弯曲后的回弹。

③校正法，当材料厚度〉0.8mm。

塑性较好而且弯曲半径不大时，可以采用摆块结构，使校正力集中在弯曲变形区，减小回弹。

④纵向加压法，在弯曲过程完成后，用模具的突肩在弯曲件的端部纵向加压，使弯曲变形区横断面上都受到压应力，卸载时工件内外侧的回弹趋势相反，从而大大减小了回弹，常见的有W形折弯和反向整形的V形折、U形折。

冲压件回弹补偿经验冲压件是一种常用的金属加工工艺，用于将金属板材通过模具受力而形成所需的形状。

在冲压过程中，由于金属材料的弹性，冲压件在受力后会发生一定程度的回弹。

为了保证冲压件达到设计要求的准确尺寸，需要进行回弹补偿。

回弹补偿是通过调整模具的设计和工艺参数，使冲压件在冲压过程中受到适当的强迫变形，以达到预期的尺寸和形状。

下面我将从模具设计和工艺参数两个方面介绍一些回弹补偿的经验。

1.模具设计方面：合理选择模具材料：模具材料应具备足够的强度和硬度，以减少在冲压过程中模具的变形和磨损，从而提高冲压件的精度和寿命。

考虑模具结构和强度：模具结构要合理，保证足够的刚性和稳定性，以减小变形和翘曲的可能性。

合理设置模具的引导部位和定位装置，以确保模具在冲压过程中的稳定性和重复性。

应用适当的补偿方法：常用的回弹补偿方法包括压制补偿、挤壁补偿和拉伸补偿等。

具体选择哪种方法，需要根据材料的性质、厚度和冲压件的形状而定。

2.工艺参数方面：控制冲压速度：合理控制冲压速度可以改变金属材料的应变速率，进而影响回弹程度。

一般来说，冲压速度越低，回弹越小。

但过低的冲压速度可能会引起堵塞或卡料等问题，需要根据具体情况进行调整。

模具加工精度：模具加工精度的高低对回弹补偿有很大影响。

较高的模具加工精度可减小冲压件的回弹量。

因此，在模具制造过程中要注意选择合适的数控机床和工艺，提高模具的加工精度。

控制冲压次数和冲程：多次冲压可以逐渐减小回弹量，但过多的冲压次数可能会引起模具磨损和加工效率低下。

合理控制冲压次数和冲程，以达到最佳的补偿效果。

注意辅助装置的设置：在一些特殊情况下，通过设置辅助装置，如强力顶针、强制定位装置等，可以有效控制回弹量，并提高冲压件的精度。

以上是一些关于冲压件回弹补偿的经验。

在实际应用中，还需要根据具体的冲压件和材料特性进行合理的调整和优化，以取得最佳的效果。

【⼲货】冲压成型⼯艺如何控制回弹？回弹是当载荷卸去后，变形体的形状得到部分恢复，零件的形状及尺⼨与冲压模具⼯作表⾯的形状和尺⼨不符，造成零件的尺⼨不在回弹公差范围内，影响产品的装配精度，⼯程上迫切要求解决由于回弹现象造成的产品误差。

冲压成形发⽣塑性变形，同时也发⽣了弹性变形。

成形负荷卸载后，零件便会产⽣⼀定回弹。

回弹是在板料成形后，成形件从模具中取出后必定会产⽣的变形，会影响零件最终形状。

回弹量⼤⼩直接影响⼯件的⼏何精度，同样也是⼯艺中很难克服的成形缺陷。

负荷卸载后应⼒变化曲线冲压件回弹的影响因素1）材料性能不同强度的冲压件，从普通板材到⾼强板，不同板材有着不同的屈服强度，板材的屈服强度越⾼，就越容易出现回弹现象。

厚板料零件的材料⼀般采⽤热轧碳素钢板或热轧低合⾦⾼强度钢板。

与冷轧薄板料相⽐，热轧厚板料的表⾯质量差、厚度公差⼤、材料⼒学性能不稳定，并且材料的延伸率较低.回弹前后应⼒变化２）材料厚度在成形过程中，板料厚度对弯曲性能有很⼤影响，随着板料厚度增加，回弹现象会逐渐减少，这是因为随着板料厚度增加，参与塑性变形材料增加，进⽽弹性回复变形也增加，因此，回弹变⼩。

板料界⾯的切向应⼒随着厚板料零件材料强度级别的不断提⾼，回弹所造成零件尺⼨精度的问题越来越严重，模具设计和后期的⼯艺调试都要求对零件回弹的性质及⼤⼩有所了解，以便采取相应的对策和补救⽅案。

对于厚板料零件，其弯曲半径与板厚之⽐⼀般都很⼩，板厚⽅向的应⼒及其应⼒变化不容忽视.。

3）零件形状不同形状零件回弹差异很⼤，形状复杂的零件⼀般都会增加⼀序整形，防⽌成形不到位出现回弹现象，⽽更有⼀部分特殊形状零件⽐较容易出现回弹现象，如U形零部件，在分析成形过程中，必须考虑回弹补偿事宜。

4）弯曲中⼼⾓弯曲中⼼⾓的值越⼤就表⽰回弹累积值越⼤，这样就会造成严重的回弹现象，冲压件形变的长度随着弯曲中⼼⾓的增⼤⽽增⼤。

5）模具间隙配合情况模具在设计时就要在相对⼯作部分留有⼀倍料厚的间隙，在间隙中容纳产品。

汽车覆盖件冲压成形回弹及模面优化研究摘要：回弹是汽车覆盖件冲压成形时产生的主要质量缺陷之一，直接影响到产品的尺寸精度和最终形状。

本文以某汽车背门内板为例，利用板料成形仿真软件Autoform研究了零件的冲压成形及回弹过程，预测了实际板料冲压成形后可能出现的回弹量，通过优化模具型面来控制回弹，并与实际零件对比，验证了优化方案的合理性。

关键词：汽车覆盖件；冲压成形；回弹；模面优化板料冲压成形中的回弹问题一直是冲压成形领域关注的热点问题[1]。

随着汽车工业的不断发展，特别是近年来高强度钢板和铝合金板的大量使用，汽车覆盖件冲压成形中的回弹问题变得越来越棘手。

冲压件的最终形状取决于成形后的回弹量，回弹量超过允许的差值，就成为成形缺陷，进而影响整车的外观和装配。

为了更好的控制冲压件的回弹，提高其成形质量和成形精度，必须对回弹量做出准确地预测。

有限元仿真技术成为研究回弹问题的强有力工具[2]。

本文以某汽车背门内板为例，材质为高强度钢，利用板料成形仿真软件Autoform对其冲压成形和回弹过程进行模拟，对零件实际生产过程中可能出现的回弹量进行预测，为优化模具型面来控制回弹提供有益的指导。

1 成形过程仿真与结果分析1.1有限元建模及参数设置将UG中建立好的背门内板模型通过标准的IGES格式导入到Autoform中，如图1所示，设置拉延工具：凹模、凸模、压边圈的数模；拉延类型选择单动拉延，调整各工具的拉延运动模式，如方向、速度、行程等；摩擦力设置为0.15，压边力设置为1800kN，压边圈行程设置为180mm。

Autoform计算采用等效拉延筋，即将拉延筋复杂的几何形状抽象为一条能承受一定力的附着在模具表面的拉延筋线，在表示拉延筋的线上施加阻力来代替实际拉延筋[3]。

图1 模具和板料的有限元模型板料所选用的材料为高强度钢板DX56D，厚度为1.2mm，其材料参数如表1所示。

表1 高强度钢板DX56D的材料参数1.2 成形仿真结果分析有限元建模和参数设置完毕后提交运算，得到结果。