汽车侧围外板尾灯处成形问题解决方法

1侧围外板尾灯处成形问题

1.1 零件造型

侧围外板尾灯处的造型根据车型外观需求各不相同，某车型侧围外板尾灯处造型如图1所示，从A-A截面可以看出，在冲压方向下尾灯处的A面（外观面）坡度陡，棱线位于型面的高点，且棱线处下模R角仅为R1.3 mm，因此在拉深成形过程中大概率会产生滑移。尾灯处整个轮廓变化急剧，最小曲率半径仅为R260 mm，且后工序为压缩类翻边整形，易起皱。在翻边面的下端存在多个缺口，仅保留需要点焊的耳片，通过此结构可以缓解翻边面下端起皱的情况。

图1 某侧围外板尾灯处造型

1.2 拉深成形问题及解决方法

由于尾灯处棱线R角过小，拉深成形时必须将棱线进行过拉深处理，通常将R角加大至R5 mm，保证拉深成形时不开裂，且减轻棱线处的接触应力，从而减缓滑移。为保证缺口处的修边为直修边，拉深补充造型如图2所示。

图2 侧围外板尾灯处拉深补充造型一

通过CAE分析可以看出（见图3），侧围外板尾灯处棱线R角先触料，虽然棱线R角已加大，但接触压力仍然较大，且滑移线超出棱线R角8 mm，反弯曲应变局部已超出允许范围，因此零件拉深产生滑移的风险较大。

图3 侧围外板尾灯处拉深造型一CAE分析结果

为了减轻尾灯处棱线的拉深滑移，可以采取其他方式进行控制，如更改冲压方向、调整板料流入量、优化补充造型等。由于更改冲压方向会影响其他区域的成形，导致更多的问题产生，不能更改；虽然调整板料流入量会改善棱线滑移，但是应力应变也会产生一定的变化，零件可能会达不到塑性变形要求，选择优化拉深补充造型来改善滑移。

将修边线以外的补充面加高，如图4所示，最高点高于棱线10 mm，在成形过程中补充面先触料，由于补充面提前将板料撑起，改变了棱线成形的弯曲角度，减轻棱线处的接触应力（见图5）。采用优化后拉深造型二的分析结果如图6所示，滑移线超出棱线R角切线6 mm，相比拉深造型一的分析结果减少2 mm，且反弯曲应变降至0.003以下，滑移风险大幅降低。

图4 尾灯处优化拉深造型二

图 5 拉深补充优化前后分析对比

图6 侧围外板尾灯处拉深造型二CAE分析结果

1.3 翻边整形问题

从图7可以看出，尾灯处翻边面分上下两部分，上部分侧壁面角度与车身Y方向一致，下部分为耳片，与上部分夹角为9°，尾灯处上部为翻边，下部为整形。由于翻边轮廓最小曲率半径为R260 mm，且翻边为压缩类翻边，成形过程中易起皱，翻边面下部分开多处缺口可有效缓解起皱。

图7 侧围外板尾灯处翻边面造型

将尾灯处的翻边面造型一次成形到位，分析结果如图8所示，由于耳片部分整形深度较深，成形过程中优先触料，在翻边轮廓线为弧线处的缺口位置多余材料聚集，产生棱线R角上抛，导致翻边圆角不顺，此缺陷为外观A类缺陷，不能接受。

图8 一次翻边整形到位分析结果

2零件结构优化

针对在缺口处翻边整形棱线R角上抛的问题，可通过修改零件轮廓，取消缺口造型（见图9），优化翻边面的轮廓，保证翻边整形镶件同时触料，可有效解决棱线不顺的问题。

图9 取消缺口后分析结果

虽然棱线R角上抛的问题得到解决，但由于取消缺口导致下部分的翻边面起皱情况加剧（见图10），此面为焊接面，质量要求较高，起皱严重不能接受。

图10 取消缺口后分析成形过程起皱

3工艺方案优化

通过优化零件缺口轮廓并不能完全解决成形问题，棱线R角光顺和翻边面不起皱两者相互矛盾，不能同时满足，还需要进一步对成形工艺方案进行优化。优化后的工艺方案第一步先翻边上部分，第二步再整形耳片，这样在第一次翻边时镶件同时触料，保证棱线R角光顺，且翻边面不起皱，具体工艺方案如图11所示。CAE成形分析结果如图12所示，成形过程中无起皱现象，且成形到底后棱线R角光顺。

图11 优化后冲压工艺排布

（a）拉 深 （b）修 边 （c）翻 边 （d）整 形

图12 工艺优化后CAE分析结果

4效果验证

采用优化后的拉深补充造型及工艺方案，经过CAE分析验证无成形问题，零件实际成形后滑移线不可视，且最终零件尾灯处焊接面通过翻边整形后解决了棱线上抛问题，满足质量要求，目前零件已批量生产，如图13所示。

图13 批量生产零件

▍原文作者:毕四龙丁哲郑朝锋

▍作者单位：四川成飞集成科技股份有限公司