卡车纵梁冲压成形回弹控制

卡车纵梁冲压成形回弹控制

潘宏舜

潘宏舜

身份证号码：3404061984****2810

安徽江淮汽车股份有限公司轻型商用车制造公司安徽合肥230000

摘要：冲压成形的回弹问题是卡车纵梁制造精度受到影响的主要原因。在冲压成形期间金属板材能一起具有塑性变形与弹性变形，当冲压载荷被卸掉的时候，弹性变形恢复，几何变形发生改变，纵梁的几何精度会受到影响。通过对厚金属板材的特点与它的回弹现象的影响因素进行分析，提出了卡车纵梁冲压成形的时候对回弹进行控制的具体措施。

关键词：卡车纵梁；冲压成形；回弹控制

前言：

是卡车的重要零件就包括纵梁，在整机性能中，卡车的制造精度起到的作用是具有决定性的。导致纵梁缺陷的因素有不合理的模具结构、冲压工艺等等。纵梁成形归于厚板冲压技术领域，纵梁制件归于U形件。回弹会导致纵梁的加工尺寸和设计尺寸要求是不满足的。是有意通过对回弹量进行控制从而使纵梁的制造精度得到保证，最终实现提高卡车性能是非常重要的。

1冲压成形件的回弹现象

从本质上看，由于受力板料发生弹性变形，当外力消失后，板料恢复到原来的样子的情况就是回弹。

（1）回弹就是板料在冲压成形之后，仅仅存在于内外缘表层组织之中的塑性变形状态，然而位于板料中心处的组织依然是保持弹性变形状态，所以当去掉外部压力之后，板料就会发生弹性恢复。

（2）金属板材冲压成形的时候包含弹性与塑性变形，也就是让材料组织全部进入塑性状态，也会有弹性变形消失存在的现象，同样也会产生回弹的现象[1]。

2影响回弹的主要因素

影响金属材料发生弹性变形有不少原因，所以在冲压成形期间对回弹量有着影响也是有许多原因，它的主要原因包括下面几个方面：

1）材料的机械性能。工件的回弹性能是由材料的机械性能决定的，回弹量和屈服强度

σ和弹性模量E分别成正比和反比关系，即σ/E越大回弹也就越大。

2）相对弯曲半径。当其他条件都一样的时候，相对弯曲半径大的时候回弹也是大的。

3）弯曲角。当冲压成形工件的相对弯曲半径一定的时候，弯曲角越大则参加变形的区域也就随着越大，弹性变形的总量也就变大，回弹量也随着变大[2]。

4）弯曲件的形状。相比U形冲压件的回弹量，V形冲压件是较大的；复杂的弯曲件，一次弯曲成形，不同弯角越多，弯曲方向差异也就越大，它们之间的牵制力也就越大，回弹量也就越小。

5）模具间隙。在U形件冲压成形的时候，回弹量的大小是直接受到凸模和凹模之间的间隙的影响。间隙较小的时候回弹也随之变小，间隙越大回弹也随之越大。

6）校正程度。在冲压成形工艺结束的时候进行校正，提高了圆角处的塑性变形程度，从而回弹量变小[3]。

3进行分析厚板冲压成形特性

卡车纵梁冲压成形工艺归于厚板冲压成形技术，比较于薄板，厚板冲压成形的特点包括下面四个方面：

1）材料力学性能差异。厚板具有屈服强度高、厚度一致性差、表面质量差及伸长率低等特点。

2）不一样的变形类型。较高的厚板材料屈服强度、较低的伸长率使它不能成形复杂的零件，弯曲是成形的主要方式，较为简单的工艺[4]。

3）较大的尺寸公差。厚板的产品冲压成形的时候存在较大的尺寸公差。

4）模具间隙差异。厚板冲压成形的时候模具的凸模和凹模之间的间隙应适当增大。

4卡车纵梁冲压成形的时候控制回弹量的具体措施

4.1选择成形材料

影响到回弹量的本质因素就是材料的屈服强度与伸长率，所以在对纵梁冲压件的材料进行选择的时候，应该选用力学特性与纵梁要求相符合，所选用的材料要有较小的屈服强度、较大的弹性模量。

4.2改进加工工艺

低碳合金结构钢通常是卡车纵梁的材料，要对钢的力学性能进行改变可以借助的方式就是热处理。根据这个特点在还没冲压成形工艺之前先进行退火处理工件，进行冲压成形之后接着再进行相应的热处理目的是为了使材料的力学性能恢复[5]。

对工艺进行校正是改进工艺的其他一种方法。在贴合工件和模具之后要进行校正变形区就要添加外部压力，使得卸载之后能抵消拉力与压力的回弹趋势的一部分，从而使回弹量变小。

4.3改进冲压模具

4.3.1回弹补偿

作为U形工件的卡车纵梁，U形工件弯曲的时候，按照工件的回弹量大小，做出回弹角（如下图所示）或把凹模底部做成弧面在凸模两侧，使工件在冲压的时候局部发生弯曲的现象，去掉外力之后，局部弯曲弧面会发生负回弹，进而补偿了圆角部位产生的正回弹，起到的作用就是能对回弹进行抑制。板材厚度是t[6]。

如图所示

4.3.2压力集中

通常4到10毫米是卡车纵梁的材料厚度，使用的是厚板冲压成形技术。所以能把凸模作成如图下图所示的形状（图2），冲压的时候压力集中于角部，增强角部弯曲变形程度，工件塑性变形量加大，回弹变小[7]。

4.3.3凸凹模间隙

按照弯曲回弹的影响因素，可得知凸凹模之间的间隙对回弹量能产生影响。凸凹模之间的间隙越小，冲压工件的回弹量也就变小，所以要使凹凸模之间的间隙降低，另外同时应该通过对模具的表面粗糙度与硬度进行提高为的是进行补偿[8]。

结语

通过对卡车纵梁冲压成形的回弹现象进行简介，并且对回弹现象的产生因素与厚板冲压成形的特点进行分析，提出卡车纵梁冲压成形的时候控制回弹量的具体措施，从而使卡车的承载力增强。

参考文献：

[1]徐建富.简易模具制作冷冲压成形钣金件工艺分析[J].内燃机与配件.2017（11）

[2]程念湘.空调钣金件结构优化设计及冲压成形仿真[J].内燃机与配件.2017（11）

[3]张国峰.论汽车车身的高强度钢板的冷冲压成形差异[J].南方农机.2017（20）

[4]高建芳.汽车板热冲压成形生产线的相关设计[J].山东工业技术.2017（21）

[5]徐柏鸿.高强板车身零件热冲压成形技术[J].世界制造技术与装备市场.2015（06）

[6]张永亮，李雪刚，张鑫.高强度钢板热冲压成形研究与进展[J].汽车工艺与材料.2015（02）

[7]喻祖建，李建辉，杨成林，毕雁.镁合金薄板冲压成形技术研究进展[J].热加工工艺.2012（09）

[8]葛仕馨.简析汽车行业冷、热冲压成形生产区别[J].工程建设与设计.2012（06）