后座椅靠背鎖扣固定加強板沖壓工藝研究

文／趙子海，王世鋒，于海龍，郝勤，王健·吉利汽車集團有限公司ME 中心

座椅作為汽車上與用戶接觸最為緊密的部件，其安裝在車身上的穩定性、可靠性、精度及裝配的難易程度均成為衡量座椅優劣的重要因素。汽車后座椅靠背左/右鎖扣固定加強板是汽車后座椅安裝的關鍵零件，該零件的強度、質量和精度，直接影響后座椅的安裝質量。

材料參數

后座椅靠背左/右鎖扣固定加強板采用低合金高強度板H300LAD，其材質參數如表1 所示。

產品工藝性分析

產品形狀造成材料利用率低，局部成形性差，易開裂起皺，局部貼合尺寸難以保證，如圖1 所示，采用矩形坯料拉延時，標記1、3 處開裂嚴重無法成形；采用落料成形時，標記3 處起皺嚴重。另外，零件精度要求高，回彈控制困難。

沖壓工藝方案

由于零件采用矩形板料拉延方式無法成形，故采用先落料（局部后序需精修）、再拉延的成形方式，該工藝包括OP10 落料→OP20 拉延→OP30 整形→OP40 修邊、沖孔、側沖孔、剖切→OP50 翻邊→OP60 沖孔、側修邊共6 道工序。

圖1 產品工藝性

表1 H300LAD 材質參數

第一序OP10 落料采用級進落料方式，可以提升材料利用率和提高沖壓生產節拍，具體工步內容如圖2 所示，共四工步，節拍可達35 次/分鐘。

圖2 級進落料工藝示意

第二序OP20 拉延成形的工藝造型如圖3 所示，壓料面比該處產品最高點高1mm，保證壓料面平順，便于拉延成形；采用直徑φ14mm、φ12mm 兩孔做定位孔，兩定位孔大小不一致可防止零件裝反；壓邊圈壓力源采用串聯氮氣缸，壓邊圈行程為90mm，壓邊力80t，壓力穩定可調。

圖3 拉延成形工藝數模

圖4 拉延開裂嚴重

在圖3 所示標記1 處，用AutoForm 軟件進行CAE 分析，發現開裂嚴重，如圖4 所示。拉延型面改造類似于將外板過拉延，保證首次拉延容易成形，這要求拉延造型截面線長L1=產品造型截面線長L2×1.1，如圖5 所示。如果后期整形有微皺，可以通過局部鉗工光順拉延凸模造型來調試。拉延型面改造后，CAE 分析結果如圖6 所示，該方案可行。如果拉延開裂處線長做成L1=L2，后期出現整形開裂后，只能通過補焊拉延凸模進行整改。

在圖3 所示標記2 處，僅后側有翻邊成形，導致前后側成形過程中受力不平衡，故在前側加料片翻邊保證受力平衡，如圖7 所示。

在圖3 所示標記3 處，由于產品工藝性造成該處出現起皺，故拉延增加吸皺凹筋造型，如圖8 所示。拉延成形后，將吸皺造型在后工序精修掉。

圖5 拉延成形工藝數模開裂處截面線

圖6 拉延造型更改后的CAE 分析結果

圖7 增加工藝翻邊

圖8 增加吸皺造型

第三序OP30 整形工藝造型如圖9 所示，紫色型面為待整形區。此零件經AutoForm 全工序CAE 分析，得出回彈結果后，判斷出回彈主要在OP30 整形工序產生，故在OP30 整形回彈處做了比回彈理論值大0.5mm 的回彈補償，進行CAE 分析驗證后滿足產品GDT 要求，CAE 回彈分析及補償措施如圖10 所示。

圖9 整形工序

圖10 CAE 回彈分析及補償措施

第四序OP40 修邊、沖孔、側沖孔、剖切工藝造型如圖11 所示；第五序OP50 翻邊工藝造型如圖12所示，考慮翻邊回彈，在沖壓方向做5°翻邊回彈補償，以保證零件尺寸精度；第六序OP60 側修邊、沖孔工藝造型如圖13 所示。

現場調試和量產狀況

圖11 修邊、沖孔、側沖孔和剖切工序

圖12 翻邊工序

圖13 側修邊、沖孔工序

圖14 現場調試問題

拉延更改造型后，整形區域面有微皺問題，如圖14 所示。通過把拉延凸模造型光順打磨處理后，此微皺問題解決。建議以后出現此類問題，按照前期工藝造型適當多給點料，后期如果有微皺可采用適當光順拉延造型的方法。如果該區域直接按線長L1∶L2=1∶1 處理，一旦后期出現開裂需補焊加工，調試成本會變高。

該零件采用此工藝方案，模具首次調試出件三坐標檢測面合格率達到92%，零件型面公差達到了發模狀態。現場量產后，零件質量穩定，模具維護容易，零件實物如圖15、圖16 所示。

圖15 量產工序件

圖16 量產零件

結束語

本文主要針對汽車后座椅靠背左右鎖扣固定加強板進行沖壓工藝分析，根據其產品特性采用先落料再拉延成形的方式，可大大提高零件材料利用率，并且更有利于提高零件成形裕度和生產穩定性，具有推廣應用價值。