图1所示椭圆处为侧围外板A柱前端区域，各车型侧围外板A柱前端结构会不同，一般分为2种：开口结构与封闭结构。

图1 侧围外板

图1所示椭圆处成形工艺方案为拉深、侧切边、侧整形，该处结构特点决定了侧整形时不可避免出现多料、起皱等现象，只能通过优化零件结构来改善。
图2所示为该处拉深造型，由于A柱区域冲压成形深度深，A柱前端采用封闭台阶设计，导致零件拉深成形时多余材料无法释放，产生冲压叠料缺陷，此缺陷无法完全消除。
图3所示白色虚线为拉深时该处板料长度，深色虚线为零件长度，从图3中可以看出拉深时会出现多料现象。
图4所示为侧整形到底前1 mm仿真分析结果，零件起皱明显，局部出现叠料情况。

图2 拉深造型

图3 线长度变化

图4 侧整形仿真分析结果

2零件结构优化方案

零件结构特点决定成形起皱必然存在，成形工艺无法消除缺陷，只能在满足其功能的情况下不断优化零件结构来改善起皱现象，现通过多种优化方案，找到影响起皱的关键因素以及改善方法。

（1）优化方案1如图5所示，将零件局部棱线设计成直线，如白色虚线处，以减少零件棱线长度。
从图6仿真分析可以看出，整体起皱情况有好转，尤其右侧端头，叠料情况改善较为明显，但左侧圆圈区域起皱情况更严重。

图5 方案1零件形状

图6 方案1仿真分析结果

（2）优化方案2如图7所示，将W尺寸增长，长度由90 mm增长到130 mm，并借鉴方案1，右侧端头棱线设计成直线，从图8仿真分析结果可以看出，起皱有改善，无明显叠料。

图7 方案2零件形状

图8 方案2仿真分析结果

（3）优化方案3如图9所示，将右侧改成局部开口结构，图10所示为仿真分析结果，表明零件局部使用开口结构后，拉深时此区域材料与侧整形后材料相比增加量不大，且因端头是开口状态，侧整形时不存在明显叠料情况，因此可有效避免侧围外板A柱区域冲压叠料缺陷。

图9 方案3零件形状

图10 方案3仿真分析结果

综合分析比较以上优化方案，得出方案3效果最好，能有效避免起皱问题，虽然从成形工艺方面考虑，这种结构较好，但成形时回弹变大。
从零件功能上综合考虑，设计者会选择封闭结构而不愿采用方案3开口结构，由于封闭结构的特点，导致起皱无法完全消除，结合上述分析与工艺设计经验，得出图11所示中成形深度H越小、W越长，成形状态越好，建议该零件此处成形深度H<25 mm，长度 W>120 mm，同时右端台阶型面要过渡平缓，侧壁设计成直壁形式，这样有利于改善起皱情况，该处在设计拉深造型时要尽可能减少整形量，并使型面过渡均匀。

图11 A柱前端结构

除了上述提到的影响因素外，图12所示的零件台阶高度h也会影响零件成形状态，在满足零件功能情况下，尽可能将h高度设计成最小，台阶落差越小越好。
此外在图13所示方框区域增加反坎，也可以改善侧壁的起皱状态，并能够改善尖点破裂情况，所以尽可能增加反坎。

图12 A柱前端台阶结构

图13 A柱前端反坎结构

3工艺排布优化方案

车身零件结构设计时因分缝等原因，对于A柱区域只能使用封闭结构，如图14所示，可通过更改成形工艺方案优化起皱情况，即先粗切边，然后侧压料整形，再进行精切边。

图14 某车型A柱区域零件形状

CAE分析结果如图15所示，从图15可以看出，A柱区域通过侧压料整形时型面在成形到底前无明显起皱情况。
图16所示为零件现场实际状态，与CAE分析结果一致，成形零件无明显起皱情况，满足质量要求，并通过生产验证，此方案稳定可靠，满足大批量生产要求。

图15 CAE分析情况

图16 实际成形零件

▍原文作者：何磊李珊珊刘晓媚

▍作者单位：北京奔驰汽车有限公司