一家专注流体压力成形技术
【作 者】蒋磊;赵磊;廖敏;冉奥阳;陈俊伟;张雄飞
【引 言】
冲模是汽车生产的重要装备之一，其开发周期长，制造成本高，在新车型开发过程中，冲模的开发约占整个开发周期的 2/3[1]，其中车身覆盖件冲模的开发周期最长。车身覆盖件冲模开发过程主要包括成形仿真、工艺设计、结构设计、实型铸造、机加工拼装、研配调试、批量生产等阶段，所需周期通常为 12~16 个月[2]。其中，研配调试耗时最长，而决定研配调试工时长短最关键因素是工艺设计的合理与否[3,4]。因此，在冲模开发早期阶段，运用科学方式使工艺设计达到最优水平，对于缩短冲模开发周期，降低新车型开发成本有重要作用。
鉴于以上分析，现以某SUV车型侧围外板为研究载体，依托AutoForm R8仿真平台，构建侧围外板成形仿真有限元模型，对B柱区域外表面易产生面畸变和内表面易产生开裂的问题进行综合分析，筛选影响侧围外板成形开裂和面畸变的关键工艺参数，并设计正交试验方案，运用极差分析和综合评分法确定能同步解决开裂和面畸变的最优成形工艺参数组合。最后，将最优工艺参数组合用于侧围外板成形仿真、工艺设计以及试模验证，获得了无开裂及面畸变的成形零件。
【结束语】
（1）在AutoForm初步成形仿真结果的基础上，设计了基于正交试验的成形工艺参数优化方案，利用综合评分和极差分析相结合的方法，得到影响侧围外板B柱立壁区域最大减薄率和A面区域最小主应变的因素主次顺序：凸模圆角半径Rp>拉深筋半径Rb>拉深筋弯曲圆角半径Rw>凹模圆角半径Rd>拔模角θ。
（2）采用优化后的成形工艺参数组合修正侧围外板拉深工艺模面，并进行拉深成形仿真，同步解决了侧围外板B柱立壁区域拉深开裂和A面区域面畸变的问题。基于优化后的工艺参数和有限元分析结果进行模具设计开发及制造调试，得到成形性和表面质量俱佳的零件，试模验证结果与成形仿真结果一致性较高，证明了将正交试验与AutoForm有限元分析融合应用的有效性。
（3）研究结果表明，基于正交试验对AutoForm有限元分析结果进行优化，能快速获取关键成形工艺参数的最优组合，减少拉深工艺模面设计调整时间以及试错率，缩短了冲模开发周期，对于同类汽车覆盖件冲模的开发具有指导意义。
以下是正文：
