目前汽車行業發展迅速，國內乘用車的開發越來越重視安全性，尤其整車側向的框架安全性更是保證了整車安全係數。隨著汽車衝壓技術的發展，目前內部加強用的複雜形狀零件高強度板一次成形工藝已經成為成熟的工藝，並且可以根據材料利用率的需求，在拉延和成形工藝間隨意取捨，如側圍門檻加強板、側圍B柱內板等零件。
複雜成形的側圍B柱內板使用材料為料厚1.2 mm的440WD+Z-60/60的高強度板，造型角度差異性比較大，一次成形定型固化難度大。尤其中部造型深度段差較大，出現的內部褶皺問題引起的回彈處理起來更是困難。本文主要闡述側圍B柱內板一次成形過程中，中部褶皺問題產生的回彈趨勢與兩端整形扭曲優化的方法。從板料居中、成形件狀態、工序符型狀態、整形工藝點控制狀態等幾個方面，依託掃描分析，快速直接地解決了側圍B柱內板回彈扭曲問題。
側圍B柱內板回彈扭曲問題分析
問題描述
某車型側圍B柱內板回彈扭曲，左右件缺陷形式和位置對應，如圖1所示，屬於單件不穩定、不合格狀態。
圖1 側圍B柱內板回彈扭曲
側圍B柱內板回彈扭曲成因分析
我們在成因分析時，對成形工序模具研磨後，通過掃描分析，由內向外考慮型面標準狀態的合理性、上下模型面對型研磨的合理性，對中部造型深度段差較大區域褶皺的影響，結合成形件出件在後工序模具型面的符型狀態，考慮手工取件工藝設計，整形型面二次變化的控制點來確定影響因素。
⑴成形分析。
從成形模具型面掃描結果分析中，可以看到前期的回彈補償存在過量現象，中部造型深度段差較大區域型面與產品型面嚴重不符，如圖2所示。
圖2 成形模具型面掃描狀態
從成形件型面著色分析中，可以看到著色不均勻且不合格的區域與成形模具型面對應，如圖3所示。
圖3 成形件著色狀態
從成形件內部型面分析中，可以看到中部造型深度段差較大，區域型面存在成形聚料引起的褶皺，影響成形件整體定型狀態，如圖4所示，回彈扭曲問題集中在此褶皺區域。
圖4 成形件中部造型深度段差較大區域褶皺狀態
⑵成形工序件在一次修邊工序中的符型分析。
成形件在一次修邊工序模具符型到底狀態不合理，成形件在一次修邊模具中處於懸浮狀態。一次修邊過程中，壓料體型面對成形件造成變形，無法保證一次修邊後，製件型面的變化量，會出現類似回彈變化的強行變形，如圖5所示。
圖5 成形件在一次修邊工序中不符型狀態
⑶一次修邊工序件在二次修邊工序中的定位分析。
二次修邊工序定位設計中，精定位設置的角度是法向的，而不是設計成垂直於製件工藝凸包平面的，存在一定角度變化，在放件和取件時存在干涉，會導致製件變形，出現不穩定的回彈變化，如圖6所示。
圖6 二次修邊工序中非法向精定位結構
⑷二次修邊件在翻整工序中的工藝控制分析。
翻整工序中，二次修邊件的製件深度存在加深變化，造成製件整形後扭曲量不可控，如圖7所示。
圖7 二次修邊件在翻整工序中整形深度變化狀態
翻整工序中，二次修邊件翻孔工藝壓料型面失控，造成二次修邊件翻孔後扭曲量不可控，如圖8所示。
圖8 二次修邊件在翻整工序中翻孔變形狀態
側圍B柱內板屬於高強板材質的加強件，在全工序工作過程中，成形工序在前期設計中加入了回彈補償，導致成形模具型面與產品型面嚴重不符，出件後回彈扭曲狀態極其不穩定，無法進行後序模具的修改。一次修邊工序無法設計精定位，工作過程中主要依靠型面進行定位，由於成形件回彈扭曲不穩定，導致成形件在一次修邊模具中懸浮，符型偏差4mm以上，完成一次修邊後，製件強行變形，回彈扭曲狀態失控。
二次修邊工序雖然設計了精定位，但是精定位角度設計成法向，而不是垂直於製件工藝凸包平面，精定位存在落件與取件夾角干涉，導致製件再次強行變形，出現不穩定的回彈變化。翻整工序中既有翻孔工藝，同時還有平面整形，這就要求上下模型面中翻孔壓料可控的同時，整形面著色均勻。但是該工序的型面著色狀態並未按照工藝達標，反而存在多處稜線干涉以及壓料失控狀態，導致二次修邊件完成翻整工藝後，回彈扭曲量完全不可控。對於該製件存在的問題，需要由內而外的考慮回彈扭曲的優化思路。
對策實施及確認
整體方案
在穩定成形工序回彈扭曲的同時，用回彈扭曲穩定的成形件對一次修邊工序進行符型，符型後的一次修邊件在二次修邊工序中，使用法向精定位進行二次修邊的落件和取件，最後針對翻整工序進行模具型面研磨。以這樣的調試思路，進行必要的工藝修改和模具優化，具體見表1。
表1 回彈扭曲調試方案彙總
一階段方案實施並確認
將原有設計的成形工序型面，按照產品數模進行加工並進行成形模具研合操作，提高著色率，保證成形狀態穩定。一階段方案實施結果，如圖9所示，成形件回彈扭曲穩定的控制在2mm以內。
圖9 一階段方案實施結果
調試至此，消除成形件回彈扭曲不穩定影響後，側圍B柱內板左右件回彈扭曲狀態控制在合理的2mm範圍內，這個時候才可以考慮掃描成形件，提取數據，並進行一次修邊模具型面相應的修改。
二階段方案實施並確認
用回彈扭曲穩定的成形件進行掃描，提取型面數據，與一次修邊工序型面進行擬合，確認型面不符區域及量化數據，製作符型加工數據並對一次修邊工序進行加工，研合提高著色率，保證一次修邊後回彈扭曲狀態穩定。二階段方案實施結果，如圖10所示，成形件回彈扭曲穩定的控制在1.5mm以內。
圖10 二階段方案實施結果
調試至此，消除一次修邊件回彈扭曲不穩定影響後，側圍B柱內板左右件回彈扭曲狀態控制在合理的1.5mm範圍內，考慮到二次修邊需要使用精定位控制修邊尺寸，這個時候需要考慮二次修邊工序精定位落件及取件的順暢程度，同時考慮模具研合的影響，並進行相應的修整。
三階段方案實施並確認
修改二次修邊工序精定位法向角度，再用回彈扭曲穩定的一次修邊件進行符型研磨，型面研合後，落件與取件順暢穩定，回彈扭曲量更小。三階段方案實施結果，如圖11所示，二次修邊件回彈扭曲穩定的控制在1.0mm範圍內。
圖11 三階段方案實施結果
調試至此，消除二次修邊件回彈扭曲不穩定影響後，側圍B柱內板左右件回彈扭曲狀態控制在合理的1.0mm範圍內，考慮到翻整工序存在與回彈方向相反的翻孔工藝，需要考慮翻整工序翻孔壓料可控，防止二次修邊件在翻孔時出現整體的回彈扭曲變化，同時考慮模具研合的影響，並進行相應的修整。
四階段方案實施並確認
翻整工序型面，稜線干涉點消除，消除製件深度二次變化，保證製件整形後扭曲量可控；同時研磨整形壓料，消除翻孔影響的二次扭曲。四階段方案實施結果，如圖12所示，翻整件回彈扭曲穩定的控制在0.5mm以內。
圖12 四階段方案實施結果
結束語
通過複雜成形高強板回彈扭曲控制方法的研究，可歸納出高強板製件成形後回彈扭曲的調試思路：“穩定成形狀態、型面符型消除強行變形、消除落件與取件變化”。通過該思路可以很好的解決複雜成形高強板零件回彈扭曲問題，該思路簡單易懂、清晰明瞭，可以有效的指導高強板零件調試。
