汽车冲压件回弹补偿

【技术帖】车门内板全型⾯回弹补偿与控制摘要：以某车门内板为研究对象，在⼯艺设计阶段引⼊稳健性分析技术，保证CAE分析结果的可靠性和稳定性。

同时对回弹进⾏稳健性分析预测，制定回弹补偿策略，利⽤回弹补偿技术完成模具的全型⾯补偿，成功有效地控制了车门内板回弹，为覆盖件内板零件成形⼯艺及模具结构设计提供参考依据。

关键词：门内板稳健性回弹补偿 CAE分析1、前⾔回弹是板料冲压⼯艺中较难克服的成形缺陷之⼀，严重影响着零件的质量和尺⼨精度，极⼤降低了零件质量和⽣产效率，是汽车制造业中亟待解决的关键问题。

回弹的精确预测与补偿⼀直是板料冲压成形领域的重点和难点问题。

随着CAE技术的发展以及对板料成形领域认识的进步，回弹预测与补偿如今已成为模具⾏业的发展趋势。

本⽂主要从某车门内板的冲压⼯艺设计⽅⾯⼊⼿，结合数值模拟仿真技术，对该零件全⼯序成形及回弹过程进⾏了模拟分析。

同时对模具进⾏全型⾯补偿，有效控制了零件回弹，积累了汽车覆盖件回弹问题解决⽅法的宝贵经验，为解决此类问题提供了很好的参考作⽤。

2、零件的⼯艺性分析图1所⽰为某车门内板结构⽰意，该零件形状复杂，成形深度较⼤，局部特征形状多，是⾮常典型的汽车覆盖件，回弹是保证该零件成形精度的难点之⼀。

图1 门内板结构⽰意⼯艺设计时考虑将零件法兰作为压料⾯的⼀部分，分模线分在零件侧壁下圆⾓处。

⽽A、B两处由于形状较深，与相邻法兰⾼差较⼤，拉延易出现开裂，因此A、B两处考虑采⽤⼆次拉延进⾏成形。

通过对该零件的特点和冲压成形过程中可能出现的缺陷进⾏分析评估，合理的进⾏⼯艺规划，该车门内板冲压⼯艺采⽤左右对拼成形，总共5道⼯序完成，拉延—⼆次拉延、切边整形—切边、冲孔—切边、冲孔、侧冲孔、翻边、整形—翻孔、分离、侧冲孔。

3、零件的稳健性分析3.1 零件初始成形数值模拟分析该车门内板采⽤的是攀钢的DC05材料，板料厚度为0.8mm，根据钢⼚提供的材料参数并进⾏坯料性能的重新测试，其材料性能参数如表1所⽰。

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。

钣金冲压过程中的回弹问题研究引言钣金冲压是一种常见的制造工艺，广泛应用于汽车、家电、航空航天等领域。

在钣金冲压过程中，材料经历了拉伸、弯曲、压缩等多种形变，从而实现了零件的成形。

然而，由于材料的弹性导致的回弹现象，经常会导致零件成形尺寸与设计尺寸不符，严重影响产品的质量。

因此，研究钣金冲压过程中的回弹问题，对于提高产品质量和生产效率具有重要意义。

回弹现象的原因材料的弹性钣金冲压过程中，材料在受力后会发生弹性变形。

当外力消除后，材料会发生回弹，导致零件尺寸不稳定。

冲压工艺参数冲压工艺参数包括冲击力、冲击速度、冲模结构等因素，都会影响材料的形变和回弹。

合理的冲压工艺参数能够减小回弹现象的发生。

材料的性能材料的性能直接影响了冲压过程中的回弹。

比如，材料的硬度、强度、塑性等性质都会对回弹现象产生影响。

回弹问题的影响回弹问题对产品质量和生产效率都会产生不利影响。

尺寸偏差回弹导致零件成形尺寸与设计尺寸存在差异，影响产品的装配精度和使用性能。

二次冲压由于回弹导致的尺寸偏差，可能需要进行二次冲压加工，增加了生产成本和周期。

加工变形回弹使得零件存在加工变形的风险，进一步影响整体产品质量。

解决回弹问题的方法优化冲压工艺参数根据材料的特性和产品要求，通过调整冲击力、冲击速度、冲模结构等工艺参数，减小回弹现象的发生。

使用回弹补偿技术回弹补偿技术主要包括补偿模具和补偿后加工两种方式。

补偿模具通过在冲压过程中对模具施加补偿力来抵消回弹力，从而达到减小回弹的效果。

补偿后加工则是在冲压成形后，对回弹引起的尺寸偏差进行继续加工，使得零件达到设计要求。

优化材料选择与预处理选择具有较小回弹性能的材料，可以降低回弹现象的发生。

此外，在材料预处理过程中，采取适当的热处理、调质等工艺，也能减小回弹的影响。

进行有限元分析有限元分析是一种常用的工程计算方法，可以模拟冲压过程中的复杂应力和变形状态。

通过有限元分析，可以预测回弹现象的发生，并优化工艺参数和模具结构。

汽车铝合金结构件回弹分析刘新洋;牛忠贺【摘要】根据铝合金板材材料的特殊性能,研究其在塑性成型过程中的变形特点,经分析可知铝合金板材在成型之后会产生回弹、开裂、变薄、起皱等问题,通过对这些问题进行深入研究可知回弹是影响制件尺寸的最大问题,而且也是最难解决的问题,针对不同工序进行回弹补偿是解决问题最直接有效的方法.【期刊名称】《汽车工艺与材料》【年(卷),期】2016(000)007【总页数】5页(P37-41)【关键词】铝制件;结构件;回弹分析【作者】刘新洋;牛忠贺【作者单位】一汽模具制造有限公司,长春130000;一汽模具制造有限公司,长春130000【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+1随着科技的进步以及环境改善的迫切需求，如何节省能源已经成为一项世界性的课题。

对于汽车而言，车身轻量化已经成为世界汽车发展的主要趋势，白车身铝合金板材模具工装的开发与使用在整车生产中逐步占有越来越重要的地位。

铝合金材料冲压成型时容易产生较大的回弹变形行为，在冲压过程中易出现尺寸超差、开裂、变薄率超差、起皱等现象。

铝制件这种特殊的材料性能给工艺分析、回弹分析以及调试生产带来了很大的困扰。

主要阐述了通过对制件的回弹分析及回弹补偿，来解决相应的成型问题。

铝合金板材的冲压工艺设计方法是解决铝合金板材制件回弹变形的核心技术，涉及到工艺方法、成型条件、补偿处理等多方面技术内容，需要分析成型过程中的开裂、起皱、回弹、扭曲等多种冲压缺陷产生的位置及原因，并寻找相应的消除办法，具体可以分为以下几个部分。

冲压工艺设计也称工艺方案设计，是根据铝合金板材结构件的产品特点来确认成型区域、补充形状，修边布局及相关的翻边、整形形状等工艺内容，在设计过程中需要详细分析零件成形过程中板料的流动情况及各工序冲压过程的稳定性、成形性等多方面因素，制定相应的工艺过程。

铝合金的延展性较低，制件相应的成型也更加困难，因此，需要考虑更多的成型因素对零件的影响，从而保证制件在冲压工艺设计时能够得到稳定的成型结果。

车架纵梁回弹问题的解决杨杰1[摘要]：纵梁在车架结构中，主要通过吸收碰撞动能来为车架承受载荷与冲击，属于最重要的吸能元件。

但其特殊的结构特征、材质以及料厚决定了其成形性差，易产生回弹、扭曲等严重质量问题，影响整车装配。

本文结合纵梁前段冲压工艺的优化过程，重点阐述了通过改变冲压件成形应力状态，使之发生充分塑性变形、以减小回弹的方法。

[关键字]：纵梁前段、回弹、高强钢1 引言车架要具有足够的强度和刚度，以承受汽车的载荷和从车轮和悬架传来的冲击。

车架由纵梁与其他零件共同组装构成。

纵梁是车架的基础件，决定着车身的刚性和耐冲击性。

当汽车发生碰撞的时候，其能量主要由车架的变形来吸收。

在车架前部的吸能结构中，纵梁是最重要的吸能元件，在车辆发生正面碰撞时，纵梁是继保险杠总成压溃失效后产生塑性变形以吸收碰撞动能的主要部件。

所以，纵梁是重要的安全部件①。

所以，对其尺寸精度与质量的严格要求，决定了它在车身结构中的特殊地位。

对于几字型截面冲压件来说，腹面、翼面落差较大，强度高，材料厚，成形困难。

本文结合工艺优化及现场调试，以江淮汽车股份公司某纵梁前段为例，通过对几字型截面纵梁冲压工艺的优化研究，浅析解决类似件回弹与扭曲问题的方法。

2零件工艺分析2.1 产品分析图1是某纵梁前段零件。

零件料厚2.0mm，材料为B410LA，外形尺寸2041 mm×119mm×131mm。

屈服强度σs≥ 420 Mpa，抗拉强度σb≥598 Mpa。

n值0.17，R45值0.71。

该件从端部开始，底面、腹面呈阶梯状变化，落差较大。

腹面及底面开有安装孔及定位过孔。

横截面呈几字型。

腹面高度（X：-307，Z：-70）至（X：267，Z：10）部分沿Z轴负向非均匀收边，高度差80mm。

端头有法兰。

底面内径自（X：-220，Z：-133）处开始，沿X轴，由72mm 收缩至59mm。

翼面有凸台等特征。

该件与多个件搭接，对匹配间隙的要求较高，如不合格，会导致焊点扭曲和强度不够，焊点严重凹陷等问题，最终影响焊接总成精度。

冲压模具：影响回弹因素、回弹计算公式计算回弹，设计师都会遇到，而且无法避免，只能想办法补偿或者降低影响。

那什么是回弹呢？金属材料在塑性弯曲时总是伴随著弹性变形，因此当弯矩去掉之后，弯曲件的弯曲半径变得与模具尺寸不一致，这种现象称为回弹。

而回弹的大小通常用角度回弹量∆a和曲率回弹量∆q来表示。

一.影响回弹的因素：1.材料的力学性能:回弹角的大小与材料的屈服点S与a正比,与弹性模数E成反比.2.相对弯曲半径r/t愈大,则表示变形程度愈小,回弹愈大.3.弯曲中心角a:a愈大,则∆a愈大4.弯曲方式,校正弯曲的回弹角小于自由弯曲的回弹角.5.制件形状:u形状回弹角小于v形件,复杂的弯曲件, 一次弯曲成形,弯角数量越多,回弹量就越小.6.模具间隙:u形弯曲模的凸.凹每侧间隙z/h越大,则回弹与越大,z/2<t时,可以发生负回弹.二.回弹的计算由于影响回弹角的因素较多,因此要在理输上计算回弹角是有困难的,在模具设计时通常按实验总结的数据不修正,或经试衝后再修正.(一).当r/t<5时,直接放角度回弹即可不必缩R角.1).当t≤0.3,⍬=90º时,如图所示,分两次折弯且第一次折弯时,折弯点外移0.1~0.22).当t>0.3, ⍬=90º时,所图所示,分两次折弯,第一次折弯时,折弯点不用外移3). ⍬=90º时,一般一次成形,根据材质,料厚的不同,提供以下数据供参考.(4)U二)U当R/t≥5时,曲率回弹量比较大,需缩R角,其计算公式见R角回弹计算设计规范,在模具设计时,弯曲凸模圆角半径,R一般要比计算值R凸小,然后再加一步整形即可.产品回弹比较复杂，即使是相同材质的情况下，自身材料不同厚度、折弯角度、折弯内R都会对回弹产生很大影响。

不同材质就更不用说了。

因此，回弹并非一个公式即可完全解决，需要我们在理论的基础上进行实践调试，以得到最终合格产品。

对每一步增量：
式中为当前时间，T p是总的分析计算时间。

牛顿迭代公式如下：
式中K（i）为当前切向刚度矩阵；F（i）为施加的载荷向（i）为内应力向量。

e
式中σ（i）为当前主应力。

在当前刚度矩阵
力刚度的计算基于等效应。

当假象应力完全去除后，可得到回弹后的零件形状及其相应的残余应力回弹仿真的结果是否正确，还有一个最主要的影响因
会产生变化。

板料在冲压成型之前就有一定的应力应变。

这种情况下，
MPa，N值=0.152。

成型分析参数设置：压边圈行程为100mm，压边力为150T，摩擦系数为0.17，分析模型设置见图2。

成型分析结果如图3所示。

5高强度钢零件的回弹分析及回弹补偿
回弹分析采用静式隐力算法，如图4所示，回弹主要集中在两端和侧壁，最大反弹量有5mm。

从图4可以得出，该零件回弹量较大，达不到所需的品质要求，因此需要对零件进行回弹补偿计算。

由于产品的法兰面用压边圈，同时压边圈也存在较大的反弹量，为了保证产品的相对关系，需要对整个形面进行整体补偿计算。

通过三次迭代补偿后，反弹量控制在1mm以内，再加上对于高强度板的经验数据，需要多补偿2.5-3.0mm。

图1零件形状
图2模型设置图3分析结果图4回弹结果。