【作 者】張泉達;劉子知;孫福臻;吉日格勒;李蕙宇

　　【引 言】

　　汽車輕量化是減少燃油消耗、 降低空氣污染、實現(xiàn)節(jié)能減排的有效措施, 燃油汽車整車質(zhì)量每減少 10%, 燃油經(jīng)濟性可提高 6% ~ 8%, 汽車的尾氣排放量降低, 純電動汽車整車質(zhì)量的減少亦可顯著提升續(xù)航里程[1]。 使用輕量化材料、 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和制造工藝輕量化為實現(xiàn)汽車輕量化的3個重要途徑,而在輕量化材料中, 鋁合金具有密度小、比強度高、抗沖擊性能好和耐蝕性高等優(yōu)點,目前已成為車身輕量化的重要材料, 應(yīng)用廣泛,前景良好[2]。

　　進行鋁合金熱成形時,常用的方式為:先進行固溶熱處理, 然后進行模內(nèi)成形和淬火,最后進行人工時效處理,從而提升材料的強度、均勻性、抗晶間腐蝕等性能,然而鋁合金進行熱處理的耗時較長,生產(chǎn)效率較低,同時相比汽車使用的低碳鋼,鋁合金在成形時更易出現(xiàn)起皺、開裂等缺陷,回彈量更大,影響零件的成形精度和質(zhì)量[3]。進行高強鋁合金熱成形模擬研究, 有助于了解材料熱成形時的變形規(guī)律, 掌握成形工藝參數(shù)的具體數(shù)值,提高加工產(chǎn)品的品質(zhì),進而提高生產(chǎn)效益。閆華軍等[4]對鋁合金地板梁拉延成形的回彈情況進行了研究,通過Dynaform回彈補償?shù)姆绞竭M行了模具型面補償。郭小農(nóng)等[5]對鋁合金弧面節(jié)點板沖壓成形的回彈特性進行了研究,研究了材料參數(shù)、沖壓拱度等參數(shù)對回彈量的影響,推導(dǎo)獲得了節(jié)點板回彈量的計算式,通過數(shù)值分析驗證了算式的準(zhǔn)確性。

　　本文通過Autoform成形模擬軟件,對鋁合金汽車座椅橫梁進行熱成形模擬,根據(jù)模擬結(jié)果分析零件的成形性, 通過工藝優(yōu)化、消除零件缺陷;通過模擬軟件中的直接回彈補償?shù)刂茮_壓件的回彈量,將零件整體回彈控制在±0.5mm范圍內(nèi), 以滿足零件的生產(chǎn)要求;最后根據(jù)回彈補償后的模面進行模具設(shè)計加工,然后進行座椅橫梁試制,對試制零件的關(guān)鍵位置進行三坐標(biāo)檢測,計算檢測各點的總偏差值,發(fā)現(xiàn)試制零件與目標(biāo)模型間的偏差較小,且零件無起皺、開裂、回彈缺陷,證明了模擬結(jié)果的合理性和有效性,為零件的批量化生產(chǎn)提供了參考。

　　【結(jié) 論】

　　(1) 通過鋁合金座椅橫梁的熱成形模擬,進行熱成形工藝的設(shè)計優(yōu)化,能夠保證零件的尺寸精度,消除零件的成形缺陷,降低設(shè)計成本,加快零件生產(chǎn)周期。

　　(2) 通過成形模擬軟件中的直接補償?shù)?能夠有效降低零件的回彈量,經(jīng)過3次補償?shù)?座椅橫梁的整體回彈量控制在±0.5mm范圍內(nèi), 回彈補償?shù)男瘦^高, 回彈補償后的模面能夠為模具的設(shè)計提供參考。

　　(3) 依據(jù)模擬優(yōu)化結(jié)果開發(fā)熱沖壓模具,進行零件試制,獲得的零件無起皺、開裂等缺陷,未出現(xiàn)明顯的回彈現(xiàn)象,經(jīng)過偏差檢測后滿足主機廠驗收質(zhì)量要求,證明了熱成形模擬及回彈補償?shù)暮侠硇院陀行?能夠為汽車高強鋁合金零件的批量化生產(chǎn)提供設(shè)計參考。

　　以下是正文：