本文以车门内板为例，阐述了车门内板冲压成形的新方案，并利用CAE分析验证，通过将分析结果用于实际并指导生产，成功地实现了车门内板的拉延，有效解决了传统工艺长期困扰人们的整形起皱问题。

随着非线形理论、有限元方法和计算机软硬件的迅速发展，薄板冲压成形过程的CAE分析技术日渐成熟，并在冲压模具与工艺设计中发挥了重要的作用。CAE技术的应用不仅可以大大提高模具精度，缩短模具新产品的开发周期，降低生产调试成本，提高企业生产效能，保证新车型及时投放市场，有效提高冲压件质量，而且还可以弥补汽车覆盖件传统工艺制定主要依靠经验设计的弊端。借助CAE分析，我们可以对传统工艺带来的成形缺陷进行研究、改进和创新；同时，还可以将CAE分析的结果用于指导实际生产，从而达到降低创新风险、保证创新方案顺利实施的目的。

产品介绍

图1所示为我公司承接开发某模具项目的一个零件——车门内板，零件外形尺寸：长为960mm、宽为660mm，高为145mm；其材料为ST14ZF，料厚为0.8mm；屈服强度≤210MPa，抗拉强度≥270MPa，断后伸长率≥0.38，r≥1.5，n≥0.18，属于汽车常用的冲压板材。

该产品属于汽车覆盖件中的B类件，具有形状复杂、孔多、拉延深度大且不易成形的特点，尤其是A处的拉延开裂和起皱问题，是每个车门内板都会遇到的棘手问题。

新旧冲压成形方案的对比分析

由上述可知，该零件的最大工艺难点是A处的拉延开裂和起皱问题，按照传统冲压工艺的实施方案为：

拉延造型时将压料面抬高至少在B面以上（见图2），然后再通过整形实现产品形状。这种方案的好处在于可以有效解决拉延顶部圆角的开裂和角部聚料起皱的问题，其最大的弊端就是后序整形时，整形量过大，而且整形性质属于自由成形，成形后产品肯定起皱。如果要有效解决这个问题，则需要我们弃旧从新，改变思路，采用新的成形方案。

就该产品而言，新的成形方案有两种：

一种是拉延仍采用传统方案，在修冲时保留此处的工艺补充，作为整形时压料用，整形后再切除掉，这样做的好处在于可以控制整形时材料的流动，改善和克服整形时的自由成形，拉延成形容易；缺点是整形模具结构复杂，整形条件虽然有所改善，但不能从根本上解决起皱问题。

另一种方案是在拉延成形时将零件的形状全部拉延出来，后序整形时只整根部圆角，这样如果拉延成功，后续整形量很小，就能从根本上解决型面起皱的问题，故拉延是否可行是决定本方案成功与否的关键所在。

综合考虑，我们采取了第二种方案。

工艺补充设计及CAE分析验证

1.首次分析

为了解决起皱难题，我们设计了如图3所示的工艺凸筋补充，并使其位于拉延凸模上，从而加大此处拉延凸模的俯视圆角，防止此处圆角过小导致拉延时毛坯聚料起皱。经CAE分析，发现开裂起皱依然存在（见图4），没有完全解决问题。

原因分析：工艺补充凸筋的高度和长度不够，不能将多料部分全部吸收掉。

改进措施：增加凸筋的高度和长度，改后的造型如图5所示。

2.第二次分析

分析效果比首次有所改善，但开裂起皱依然存在（见图6）。

原因分析：A、C两处的材料流入过快，B材料处流入慢。

解决措施：将A、C两处的凸筋各向内旋转15°，同时降低B处高度，改后的造型如图7所示。

3.最终结果

按照图7所示的造型进行CAE分析，发现起皱已经消除，但产品上圆角开裂。随后继续降低B处高度及放大产品圆角（后续可以通过整形实现产品要求），经过反复验证，完全解决了起皱开裂问题。最终CAE结果如图8所示。

4.现场验证

由于前期已经应用CAE做了充分的验证，所以成形新方案在实际生产中实施十分顺利，模具调试顺畅，仅用了三轮就调试出了合格的拉延件（见图9），解决了传统工艺中长期困扰人们的起皱难题（见图10）。

结语

本文仅以白车身中的钣金件——车门内板为例，阐述了车门内板成形的新方案，并利用CAE分析验证，通过将分析结果用于实际并指导生产，成功地实现了车门内板的拉延，有效解决了传统工艺中长期困扰人们的角部起皱问题，减少了试模次数，降低了生产成本，保证和提升了产品零件的质量。