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铝板冲压工艺——外板回弹原因分析及控制措施

铝板零件的回弹补偿相对于钢板而言更加复杂，且更加具有不稳

定性。为此针对铝板回弹较大的问题，我们提出了综合化的前期补偿

策略，即在铝板模具开发前期，综合考虑零件工艺的稳健性（材料，

设备，润滑条件），GDT的合理性，回弹量，补偿策略等重要因素

进行回弹补偿。经过综合化补偿策略完成高品质的前期要求后，在后

期的制造中，零件经过较少的整改即能够达到90%以上的合格率。

下面以铝板前罩外板与车门外板为例，进行分析介绍。

前罩外板材料回弹控制

1前罩外板材料特性简介

本次分析的是江淮汽车正在生产的某个前罩外板，采用的外板料

来自Novelise170，厚度为0.9mm，由于板料的加工和材料特点，铝

板是具有时效性的，从板料冲压成形角度考虑，3个月时的性能为最佳，

并且需进行6个月的验证，用以指导板料的生产，如表1所示。

表1e170的板料性能失效数据对比

2前罩外板的成形模拟

前罩外板的工艺流程为拉延→修边、侧修边→翻边、侧翻边、修

边→翻边、侧翻边→空工位。

根据前罩外板产品的形状和材料的特点进行拉延面设计，用

CATIA设计如图1所示。

图1前罩外板和内板拉延模面设计图

3零件的稳健性分析流程

零件的成形使用AutoFormR7进行分析，对软件的设置和参数的

评估，需要根据相应企业标准进行设置，用以判断变薄、开裂、起皱、

回弹、全局的变薄率等大的问题项，然后针对各个问题项进行解决，

并结合生产线的要求，调整初版的工艺，最后进行工艺审核和稳健性

因素的排查，得到稳健性的工艺工法，分析流程如图2所示。

图2铝板冲压稳健性分析流程

其中，稳健性分析主要有以下内容：

⑴料片形状和位置波动(±5mm)；

⑵材料的屈服和抗拉强度波动(±10%)；

⑶材料的r值和n值波动(±10%)；

⑷摩擦系数波动(±10%)；

⑸压边力波动(±10%)。

代入对应的参数进行Sigma分析，分析完成后进行判断：对于最

大失效可设置为0.8，减薄可设置为16%，外加起皱，自由回弹的情况

进行评价。基本的要求是最大失效，减薄项问题是必须完全解决的；

起皱需要进行分级策略上的判断，分级原则是外板整体必须解决，对

于完全看不见的面，也是需要尽量解决；对于自由回弹的分析，Cpk

值在回弹补偿过程中不满足要求，并不代表回弹稳健性差，主要是看

Cp值的大小，Cp值越大，工序过程就越稳健，如果公差带小于该过

程的公差宽度，表明必须进行补偿。

4前围外板的回弹量确认以及补偿策略制定

回弹的分析是需要根据全工序的结果进行的，主要注意以下问题，

并且保证是按照要求进行的。

⑴各工序自由回弹结果比较；

⑵各工序三点夹持回弹结果比较（不考虑重力，是否考虑修边先

后对回弹的影响）；

⑶产品自由回弹与最小夹持回弹分析对比（不考虑重力）；

⑷最小夹持原则下，重力对回弹结果的影响；

⑸是否考虑翻边时序问题。

进行以上分析中，目标为最大程度地进行补偿自由回弹量并且考

虑重力的影响，这样补偿后的效果最好。零件补偿流程如图3所示，

策略确认后，不断地进行补偿，补偿到所需要的GDT，最终零件合

格率达到95%。

图3零件补偿流程简图

针对不同的零件，补偿方式区别也很大，前罩外板采用的板材在

冲压过程中，每个工序都会产生回弹，故在这里根据项目和过往的经

验，得到以下结论。

外板的要求：我们先将OP40的回弹补偿到OP10，然后计算出此

轮OP10的回弹，用这个回弹量来进行OP20的补偿，再进行OP20

和OP30，OP40的计算，这样下来是1次循环，这样重复循环得到理

想的结果，在补偿的过程中，需要判断全型面的补偿还是局部补偿，

补偿量是不是1∶1，是根据带重力或者不带重力的回弹补偿等，确定

好这些小细节后，我们就可以进行多次的循环补偿，目标是在夹持加

定位孔的情况下满足检具要