汽车车身结构件，特别是高强钢梁类产品，如上边梁、地板加强梁、前后纵梁等的冲压成形难度比较大。以上边梁为例，其作为白车身结构件的重要组成部分，抗拉强度超过780MPa，由于零件形状复杂、回弹补偿难度大、匹配区域多等因素导致冲压成形困难。高强钢板上边梁的冲压成形直接影响白车身整体质量，是整车冲压件中对冲压工艺水平要求较高的一类零件，针对此种产品的成形，如何在冲压过程中高效、高质量地进行工艺优化及回弹补偿，是目前冲压领域亟需解决的技术难题。

薄板的冲压成形是一个非常复杂的过程，与钢板的力学性能、钢板与模具之间的接触与摩擦条件，模具、冲压机的参数等等都有关系。车身类地板件的冲压成形一般存在以下几个问题。

⑴尺寸精度问题：由于冲压过程中的模具、工装、设备等存在误差，或者存在操作不当，可能会导致地板件的尺寸精度出现问题，如对角线差、扭曲、角度不正确等；

⑵表面质量差：冲压过程中地板件的表面可能会因为模具磨损、板材质量、润滑等因素而出现划痕、凹凸不平等问题；

⑶材料性能问题：冲压过程中，地板件材料可能会因为受到过大的压力或温度而发生变化，导致其机械性能下降，如抗拉强度、弯曲疲劳强度等；

⑷冲压缺陷：冲压过程中可能会出现诸如起皱、开裂、翻边不齐等问题，影响地板件的美观度和使用性能。

为了解决上述这些问题，需要采取一系列措施，特别是在冲压工艺设计及回弹补偿策略的制定，务必开展全流程分析及研究工作。

概况:左右前地板属于汽车内覆盖件，与前挡板、中地板、后地板共同构成地板总成。往往因为车型不同、产品形状各异、冲压工艺不同等导致成形方法不同，需具体问题具体分析，尤其是目前前地板件有采用高强度钢板冲制的趋势，更应慎重对待。因此，想要保证冲压件质量，不仅要避免破裂和起皱问题，更重要的是要想办法解决回弹问题，保证零件的形状和尺寸精度。

目前，左右前地板主要分两种产品形式，一种为常规方式的高强钢ST280D+Z，料厚0.7mm(图1)；另一种为相同材质的高强钢ST280D+Z，料厚0.6/0.8mm 的激光拼焊板(图2)，制件检测方式均为车身方向(图3)。

图1 常规方式的高强钢中地板

图2 拼焊形式中地板

图3 制件检测方式

冲压工艺方案

冲压工艺的设计是整个模具制造工程中最重要的环节，对工艺设计人员要求较高，不仅需要清晰的工艺造型能力，还需丰富的工艺知识和模具结构知识、模拟分析验证以及丰富的实际经验。冲压工艺的好与坏，将决定模具的开发周期，工艺设计时需要首先熟悉产品，并根据用户要求及用户提供的设备确定工序数，并以此开始着手设计，以下简述几个主要环节及注意的要素。

熟悉产品特征及要求

通过产品数模(包括3D 及2D)，了解产品的特点及主要尺寸，确保工艺能够保证其产品要求。特别要注意RPS 孔和面，RPS 孔必须按汽车坐标系确保尺寸正确，其公差按产品的上限确定凸模的大小；RPS面需要模具各工序确保型面不空；定位夹紧面、涂胶面、压合面确认尺寸公差，要保证工艺完整。

拉延工艺造型设计

根据对产品的了解，确定好冲压方向，可以使用模拟软件快速造型，需要注意的要素有以下几点：

⑴外板件要确认没有滑移线、冲击线对产品造成影响；

⑵外板件为了保证其刚性，塑性变形不小于3%；

⑶制件开裂的极限设定为塑性变形不大于20%，超过后易开裂；

⑷起皱要消除；

⑸制件的材料利用率要充分考虑(此环节要重视)；

⑹成形力和压料力是否符合设备要求；

⑺强压区是否做出；

⑻回弹是否考虑；

⑼是否考虑后序制件定位；

⑽确认工艺特殊要求(包括强压区；回弹面；产品锐棱)是否明确。

满足要求后，可使用CAD 造型软件进行工艺设计，后续通过CAE 进行仿真分析，满足各项工艺评价标准后，再进行铸造、加工、调试等工作。

后序工艺方案设计

拉延工艺造型设计完成后，基于初版工艺规划方案进行后序工艺设计，如图4 所示，设计中需充分考虑利于结构设计和制造调试及维修，保证工艺方案合理性。设计中要着重注意以下几点：

图4 无侧整形4 序冲压工艺规划

图5 有侧整形4 序冲压工艺规划

⑴冲压方向能否满足产品要求，是否满足设备要求(自动化转角要求)；

⑵修边废料排出是否易实现；

⑶刃口的强度是否满足要求；

⑷翻边角度和回弹角度是否有要求；

⑸翻边圆角是否有要求；

⑹产品的RPS 面、夹紧定位面、压合面是否考虑整形；

⑺各工序之间，制件定位是否合理；

⑻自动线确定机械手形式、位置、大小等等，制作传输图；

⑼检查工艺内容是否完整。

与此同时，结合全工序模拟结果优化工艺方案合理性，尤其是整形的回弹量和翻边的回弹量，工艺设计时需预留必要的回弹角。

回弹补偿策略

趋势性回弹补偿

制件材质相对较薄，尺寸较大，导致制件本身刚性不好，结合模拟分析回弹结果，采用趋势性回弹补偿策略：只对制件重力影响最大的区域进行补偿，如图6 所示。

图6 补偿策略及矢量值

基于模拟分析结果的回弹补偿

通过模拟分析各工序间自由回弹趋势及制件本身重力状态，制定出补偿策略及补偿区域：依据制件全支撑状态进行全工序补偿，补偿六个区域，如图7所示。

图7 夹持方案验证分析

理论分析与实际制件尺寸对应性

⑴理论尺寸与实际制件趋势性回弹补偿对应性。

此回弹补偿策略充分考虑制件材质及本身重力状态进行的单一补偿区域，实际制件对应性较好，如图8 所示。

图8 产品在检具全夹紧状态下扫描报告理论分析全夹紧回弹状态

⑵实际分析结果回弹补偿对应性。

由于此回弹策略补偿区域较多，实际制件对应性较差，如图9 所示。

图9 实际与理论对应偏差状态

工艺设计时注意翻边线设置

工艺设计翻边线分界线定义：通常情况下采用圆角的尖点线分界，但产品翻边直线段长度在2 倍料厚以下，或凸模圆角R ≥10t 及高强钢板零件时采用圆角切点分界，翻边线分界不同会导致制件的回弹量不同，如图10 所示，对于左右地板件需重点关注，避免理论与实际不符。

图10 翻边轮廓不同对回弹状态的影响

总结

综上所述，薄板类地板件在冲压工艺设计及回弹补偿策略制定时需充分考虑产品造型和材质，同时结合实际制件尺寸对应性，采用理论与实际相结合的方式开展模具开发工作，优化冲压工艺设计参数。另外，需要不断跟进生产过程，加强材料质量控制，避免材质波动影响生产稳定性，及时发现和解决问题，提高地板件的生产效率和产品质量。