文 / 陳萍，姜超，趙志鵬，趙燁 · 一汽模具制造有限公司

后懸掛固定座是一種形狀非常典型的零件。此件位于車身后部，與輪罩內板和輪罩外板匹配焊接。它的主要作用是作為后懸掛總成安裝固定的支撐，承受車身振動，傳遞懸掛載荷，同時加強輪罩總成的強度。后懸掛固定座是車身重要零件，涉及到車身安全和整車性能，因此后懸掛固定座的零件質量和尺寸精度非常重要。

產品材料分析

此件是車身加強件，采用高強度鋼板，零件使用材料為LA260/350，厚度是2.0mm。此種材料是低合金高強鋼，低合金高強鋼是在低碳鋼中，通過添加單一或復合微合金元素，比如鈮、鈦、釩等，在金屬組織中形成碳氮化合物粒子析出強化，同時通過微合金的細化晶粒作用，獲得較高強度。

此種鋼板力學性能如下：屈服強度大于260 MPa，抗拉強度大于350MPa，延伸率大于26%。由于此種鋼板屈服強度不高，在拉延過程中變形容易，同時延伸率也比較適當，因此這種鋼板可用于生產形狀比較復雜的零件。

產品形狀分析

后懸掛固定座產品形狀及斷面如圖1 所示。此零件有三個凸包，斷面呈馬鞍形，中間凸包高度55mm，凸包兩側立壁較陡，拔模角很小，其中左邊立壁B 處拔模角為9°，右邊立壁C 處拔模角為25°。馬鞍形寬度很窄，底面L 約為35mm。兩側向上拱起的凸包形狀側壁拔模角也很小，左側立壁E 處拔模角為25°，右側立壁F 處拔模角為10°。通過產品形狀參數分析，此件中間凸包高且拔模角小，中間凸包兩側的凹槽既深又窄，材料無法從外側進入內部，因此該件無法直接拉延成形，必須通過整形成形。

圖1 后懸掛固定座產品形狀及斷面

產品匹配分析

后懸掛固定座在車身上的裝配關系如圖2 所示。由于輪罩內板和輪罩外板厚度都為0.7mm，厚度較薄，零件強度弱，后懸掛固定座作為加強件與輪罩內板和輪罩外板搭接，因此焊點較多，凡可見無形狀的面上都有焊點，要求零件型面上不能有皺，必須平整，以保證形狀服貼，匹配間隙小從而滿足焊接質量；法蘭邊夾在輪罩內板和輪罩外板之間，要求法蘭邊不能有皺，尺寸精度高，從而滿足與兩個零件的搭接要求。中間凸起的包上有沖孔，沖孔上有焊接螺母，安裝懸掛使用，因而孔面要求平整，不能有皺，孔尺寸精度要求高。綜上分析，該零件形狀復雜，匹配搭接面多，型面要求精度高，這些要求都決定此件在工藝設計時要重點考慮拉延和整形的量，整形不能多也不能少，整形多了，型面容易起皺，整形少了，型面側壁可能開裂。

圖2 后懸掛固定座在車身上裝配關系

原始工藝介紹

此種零件傳統工藝是三次成形，第一次先拉延成形中間的大包，然后二次拉延成形兩邊的小包，同時收縮中間的大包；第三次側整形中間的大包，凹槽形狀到位。三次成形后零件的整體形狀到位，工藝過程如圖3 所示。

圖3 三次成形零件的工藝過程

此工藝存在的問題如下：由于中間凸包高度大且凸包立壁拔模角小，無法一次拉延成形，因此先拉出一個大包，在第二次成形時把大包收縮，由于二次成形時同時拉出兩側的小包，成形小包的料是從兩邊外部進入，因此中間大包收縮時必須把第一序預留的量用盡，否則在中間凹槽面上留下皺，而此皺在后續是無法消除的，該工藝先成外部形狀，再成內部形狀，即整形所需料都來自于零件中間，這就要求必須精確計算整形量，保證整形后不皺不裂。在實際模具開發中，這個整形量很難掌握，導致零件整形后型面波浪不平，質量差。

創新工藝介紹

為解決此工藝帶來的起皺問題，我們設計出一種新的工藝，方案如圖4 所示。此工藝采用上下兩端壓料，兩邊開口的方式，第一次成形中間凸包，由于中間凸包形狀無法一次到位，第一次成形時中間凸包立壁拔模角放大，上下處焊點搭接面一次拉延成形，從而能夠保證焊接面平整無皺。第二次成形側整形中間凸包立壁，中間立壁成形到位所需的料從外部進入，這樣保證中間凸包成形結束時不會有多料起皺；第三次成形完成兩邊凸包，兩側凸包成形所需的料均來自于外部，兩側凸包采用向上整形，屬于少料成形，不會產生皺。整個工藝采用的思路是先內部成形到位，再外部成形，成形所需材料均從外部進入，因此成形結束后整形部位不會有多料起皺現象。同時法蘭邊采用一次拉延成形，未采用翻邊形式，保證了法蘭邊平整，產品質量好。

圖4 創新三次成形工藝

創新工藝分析結果

通過使用Autoform 軟件分析驗證，整個成形過程穩定可靠，證實此工藝可以采納使用。一次成形分析過程如圖5所示。

圖5 一次成形分析過程

成形分析結果顯示(圖6)，在拉延和整形過程中，材料流動正常，無明顯起皺出現，成形過程良好。同時成形結束后減薄數值均在標準內，符合分析結果要求。局部紫色部位，最大增厚不超過5%，實物不會起皺。

圖6 Autoform 軟件分析驗證

全工裝首件出件順利，首件狀態與模擬結果基本一致，零件表面無明顯起皺和開裂現象，首件狀態符合工藝要求，同時證明此工藝方案可行。

結束語

此件型面上有三個包，形狀具有典型性，車身上類似形狀零件較多，本文介紹了一種新的工藝方案，此工藝方案理論分析和實物驗證均可行，希望能給沖壓同行提供一些借鑒和思考。

——文章來源：《鍛造與沖壓》2021年第2期