复杂截面冷弯成形圆角减薄率工艺优化研究

作者：刘阳; 李庆达; 高亚南^*; 耿晓勇; 李彦波; 王文彬; 杨建国; 王伟

来源：精密成形工程, 2023, 15(11): 171-178.

• 圆角减薄率
• 冷弯成形工艺
• 车门中导轨
• 应力
• 有限元仿真
• 实验
• 大圆角成形

目的 针对复杂截面车门中导轨冷弯成形过程复杂、道次繁多、Z字筋圆角减薄率过大等问题，基于车门中导轨冷弯成形工艺，优化Z字筋圆角冷弯成形工艺和减薄率。方法 利用COPRA FEA有限元仿真软件对车门中导轨成形过程进行分析，研究轧辊圆角半径、成形速度、成形策略等对圆角减薄率的影响，结合有限元分析手段不断优化工艺参数来实现中导轨Z字筋圆角精确成形，最终提出最优工艺方案并进行实验验证。结果 对于大圆角成形工艺，圆角处弯曲中性层完全位于料厚范围内，在料厚方向上既有压应力又有拉应力，壁厚减薄量较小；对于小圆角成形工艺，圆角处中性层偏出内弧面，在料厚方向上均受拉应力，壁厚只存在减薄的趋势。实验结果表明，Z字筋圆角厚度由1.33 mm变成1.46 mm，减薄率由原来的26.1%降低至18.89%。仿真结果表明，Z字筋圆角厚度由1.29mm变成1.52mm，减薄率由原来的28.3%降低至15.6%。对比仿真结果与实验结果可知，仿真分析最大误差为4.1%，仿真结果具有一定的可靠性。结论 最优工艺路线如下：采用大圆角、慢速成形，成形策略为中前期大圆角成形+后期小圆角成形，成形圆角半径分别为4.5、3.5、2.8、1mm，弯折角度分别为45°、65°、78°、90°，该方案可以有效解决圆角减薄率过大的成形缺陷。

• 单位
  凌云工业股份有限公司