1 成形性分析

1.1　零件使用要求

零件为车身内部加强件，根据零件几何公差（GD&T）要求，如图2（a）所示的阴影部分，焊接面公差为-0.1~0mm；其它阴影部分焊接面公差为±0.5mm，如图2（b）所示；其余非焊接面公差为±1.5mm；外观要求无起皱和开裂。

1.2　零件材料参数

零件材料为FC420/590LA，料厚1.2mm，材料参数如表1所示。
该材料常用于车身骨架加强件，屈服强度高，但成形性能与延展性较差，在冲压成形中多采用落料成形工艺。

1.3　前期成形工艺性及回弹分析

1.3.1　成形方案确定

为了提高材料利用率，零件采用落料后再成形工艺，对落料料片进行排样，在1155mm×1060mm的坯料中冲出7件样品，如图3所示，计算后材料利用率达到83.3%，符合要求。

1.3.2　成形性分析

零件采用一次成形，两侧的翻边和法兰采用镶件成形，中间部位的凸包形状采用压料体成形，如图4所示。
因翻边与法兰分别是2个方向，CAE模拟采用上下双活动结构，向下翻边，向上成形法兰。
Auto⁃form模型设置如图5所示。

由Autoform成形计算后得到图6所示结果，零件成形后通过成形性、减薄率、起皱3项检查，没有失效现象，满足使用要求。

再次进行回弹分析，通过第1次自由回弹分析，如图7所示，最大回弹量约为3.0mm，回弹量较大，需要进行前期回弹补偿；回弹补偿的要求是补偿后90%以上零件区域回弹量控制在±0.5mm，方可进行模具零件加工。
采用自由回弹的结果进行补偿，最终补偿后回弹量如图8所示，90%以上区域回弹量在±0.5mm，说明回弹补偿可行，可以进行模具零件加工制造。

2 零件检测

2.1　白光扫描检测

模具加工调试完成后试制样件并进行检测，将样件放在模具的下压料体上，用白光扫描设备进行扫描，扫描后与零件数据进行对比，结果如图9所示，局部型面有超差，需要根据检测结果进行回弹修整，直至达到客户要求。

模具零件回弹修整后，再次利用上述方法扫描对比，结果如图10所示，此时零件型面偏差均符合GD&T标准要求。

2.2　检具检测

为验证零件检具状态的合格率，将样件放在检具上进行白光扫描检测，结果如图11所示，发现在检具上的扫描结果与之前放在模具上的结果不同，出现中间下塌、两端翘起的情况。

3　问题探究与解决方案

3.1　问题探究

同样的零件放在模具上和检具上出现2种检测结果，探究其原因发现，检具上的零件支撑点只在两端设置4处，中间并无支撑点；又因零件采用落料后成形的工艺，零件自身刚性较差，在自身重力影响下导致中间下塌，如图12所示。
同样放在模具上，因为有模具零件型面的支撑，零件没有出现下塌现象，如图13所示。

因前期CAE回弹计算均采用自由回弹，未考虑支撑回弹，按照检具支撑点位置设置支撑回弹，并进行计算，如图14所示，结果显示：零件回弹趋势与在检具上的白光检测结果大致相同，由此判定，重力对零件回弹影响较大。

3.2　解决方案

首先与客户商讨是否可以调整检具支撑点，将检具中间部位增加支撑点，客户未同意，此方案不可行；其次，按照零件在检具上的检测结果再次进行回弹补偿。

模具经重新整改后，零件在检具上检测，如图15所示，结果符合公差要求，最终达到了客户要求，如图16所示。

4　结束语

对于类似的梁类件，由于自身形状简单且刚性较差，在前期CAE分析阶段应参考GD&T中零件基准点位置，设置支撑进行回弹计算，以便验证零件自身重力对回弹影响的大小，才能更贴近零件在检具上的状态，在前期能准确预判回弹及补偿。
在样件的实际检测过程中，也要考虑零件自身重力影响。
为使检测结果更加精确，检测应在检具上进行，检具的检测结果是客户要求的零件最终合格的唯一依据。
该零件制造过程中，通过运用2种不同途径的检测方式，结合CAE，验证了零件自身重力对其回弹的影响，对于类似零件的前期设计及后期整改有较好的借鉴作用。

▍原文作者：张永波1 ， 辛国升 2 ， 姜辉3

▍作者单位：1.日照职业技术学院；2.诸城威仕达机械有限公司；3.日照市科技中等专业学校