汽车高强板零件冲压工艺及模具结构设计1
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07年国内汽车车身高强板应用为14%-17%左右，超高强板应用为0， NCAP碰撞安全系数多为3星。国外车身高强板应用为50%以上，超高强 板应用为6%-7% ， NCAP碰撞安全系数为5星。
高强度钢板车身是兼顾安全（Safety）与环保（Saving）的最佳 解决方案。因此，高强度/超高强度钢板及其成形性能的深入研究， 已成为支撑发展新型节能汽车、车身自主设计的核心问题。目前对其 冲压变形机理、回弹控制与预测、模具设计及其热处理等方面，国内 都进行分了深入和广泛的研究。
夹着弯曲棱线的二个面的 夹角角度和模具型面角度 不相同的现象。如图所示： 弯曲棱线
角度变化
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
二、汽车用高强板零件工艺设计 2、壁翘曲及内凹 ：侧壁（纵壁）部的平面，变成带有曲率面的现
象。如图所示：
3、扭转 ：与纵向轴垂直的二个断面发生回转的现象。如图所示：
扭转
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
二、汽车用高强板零件工艺设计
（二）、3 高强钢板在满足尺寸公差方面，与薄钢板的冲压成形和其他加工方法
（机械加工、锻造）有很大不同，这是由于在冲压加工时所产生应力分布 的弹塑性变形对制件尺寸影响很大。因此，工艺方案、成形方法、成形条 件，对冲压成形时的尺寸精度影响非常大。经常看到的典型的尺寸精度问 题有以下几种： 1、回弹（角度变化）：
降低汽车重量的方法有很多种。 采用高强度钢板车身，在等强度设计 条件下可以减少板厚及重量。钢板厚 度分别减小0.05mm、0.1mm和0.15mm时， 车身分别减重6%、12%和18%。
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述
2012年国内汽车产销1900万辆，预测2013年国内汽车产销将达到1960万 辆。
TRIP钢
骨架件
超高强钢板 高强度TRIP钢 CP钢 DP钢 马氏体钢 TWIP钢 车门防撞杆、保险杠和B柱
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
二、汽车用高强板零件工艺设计 （一）、高强钢板和普通低碳钢板性能比较
由上表可以看出，高强钢板的σs和σb比低碳钢板高得多，而n值和r 值却比较低，因此高强钢板的成形性能比低碳钢板差，成形极限比低碳 钢板小。高强钢板虽与低碳钢板一样具有破裂和起皱问题，但由于σs和 σb高，n值和r值低，影响贴模性的几何面缺陷和定形性问题更为突出。 因此要保证高强钢板的冲压质量，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。
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
二、汽车用高强板零件工艺设计
● 凸、凹模间隙δ
凸、凹模间隙δ大，板面 拉变形不充分，导致卸载回弹
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述
减轻汽车自重是节约能源和提高燃料经济性的最基本途径之一。 研究显示，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%至8%；汽车 每减少100kg，百公里油耗可降低0.3至0.6升，二氧化碳排放量可减 少约5g/km。
汽车的轻量化不仅可以减小汽车的滚动阻力、加速阻力和爬坡阻 力降低燃油消耗，而且也有利于改善汽车的转向加速、制动等多方面 的性能，同时还可以降低噪声振动污染。
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述 汽车自诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。汽车的性能和外 观发生了翻天覆地的变化。当今的车身部件大多采用钢板冷冲压成形，对 其尺寸偏差、表面质量和刚性的要求极为严格。车身作为汽车的重要组成 部分其质量占汽车总质量的30%-40%，占整车成本的20%以上。
汽车高强板零件冲压工 艺及模具结构设计1
2020/11/24
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述 二、汽车用高强钢板梁类零件工艺设计
（一）、高强钢板和普通低碳钢板性能比较 （二）、高强板梁类零件冲压尺寸精度问题的分类 （三）、高强板梁类零件影响冲压尺寸精度问题因素及 发生机理 （四）、工艺方案Fra Baidu bibliotek计 三、模具结构设计和调试 （一）模具结构设计 （二）模具调试
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
二、汽车用高强板零件工艺设计
● 凹模底圆角半径rda对回弹的影响 凹模底角半径rda大，U形件底 部变形程度减弱，侧直边的回弹明显增大；减小rda可增强镦死效果，
减轻侧壁回弹。
● 凹模圆角半径rd对回弹的影响 减小rd可增强侧壁刚度并减小
回弹，但在较大压料力情况下拉弯，有时可能导致法兰负回弹。
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述 迈腾 70%
本田雅阁 340MPa以上 48%
马自达6睿翼 590~1480MPa 49%
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述
800MPa 270MPa
趋势
普通钢板 低碳钢 低强度IF钢
外覆盖件
高强钢板
C-Mn钢 部分DP钢
HSLA钢 BH钢
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
二、汽车用高强板零件工艺设计
（三）、高强板梁类零件影响冲压尺寸精度问题因素及发生机理
1、高强板U形拉弯和回弹CAE分析
● 板料厚向异性系数r0°
弯曲线平行于轧制方向成形时，
弯曲切向抗拉能力弱、收缩能力强，
将降低高强板成形性能和成形极限。
在冲压深度与板宽比h0/b0=4.5、
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述
安全性成为汽车最重要 的评价指标，很多国家 都拥有自己的车身碰撞 安全检测机构。
中国新车评价规程 日本JNCAP 欧洲NCAP碰撞标准
国际上广泛采用高强度钢板 提高了车体的抗凹陷性、耐 久强度和大变形冲击强度安 全性。
美国高速公路安全协会 澳大利亚ANCAP
R/t0=10的条件下， 有限元模拟结
果r0°越大，宽向变形大、厚向变
形小，切向变形不充分使卸载回弹
增大。
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
二、汽车用高强板零件工艺设计
● 压边力对回弹的影响 自由弯曲时，弯曲切向变形
不充分，卸载回弹较大。利用压 料力拉弯成形时，可增大切向拉 变形量，减小或消除板厚弹变形 区域，减小卸载回弹。DP600高 强板V形件拉弯的有限元模拟结 果显示，随压料力增大，卸载回 弹明显减小。
高强度钢板车身是兼顾安全（Safety）与环保（Saving）的最佳 解决方案。因此，高强度/超高强度钢板及其成形性能的深入研究， 已成为支撑发展新型节能汽车、车身自主设计的核心问题。目前对其 冲压变形机理、回弹控制与预测、模具设计及其热处理等方面，国内 都进行分了深入和广泛的研究。
夹着弯曲棱线的二个面的 夹角角度和模具型面角度 不相同的现象。如图所示： 弯曲棱线
角度变化
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
二、汽车用高强板零件工艺设计 2、壁翘曲及内凹 ：侧壁（纵壁）部的平面，变成带有曲率面的现
象。如图所示：
3、扭转 ：与纵向轴垂直的二个断面发生回转的现象。如图所示：
扭转
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二、汽车用高强板零件工艺设计
（二）、3 高强钢板在满足尺寸公差方面，与薄钢板的冲压成形和其他加工方法
（机械加工、锻造）有很大不同，这是由于在冲压加工时所产生应力分布 的弹塑性变形对制件尺寸影响很大。因此，工艺方案、成形方法、成形条 件，对冲压成形时的尺寸精度影响非常大。经常看到的典型的尺寸精度问 题有以下几种： 1、回弹（角度变化）：
降低汽车重量的方法有很多种。 采用高强度钢板车身，在等强度设计 条件下可以减少板厚及重量。钢板厚 度分别减小0.05mm、0.1mm和0.15mm时， 车身分别减重6%、12%和18%。
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述
2012年国内汽车产销1900万辆，预测2013年国内汽车产销将达到1960万 辆。
TRIP钢
骨架件
超高强钢板 高强度TRIP钢 CP钢 DP钢 马氏体钢 TWIP钢 车门防撞杆、保险杠和B柱
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
二、汽车用高强板零件工艺设计 （一）、高强钢板和普通低碳钢板性能比较
由上表可以看出，高强钢板的σs和σb比低碳钢板高得多，而n值和r 值却比较低，因此高强钢板的成形性能比低碳钢板差，成形极限比低碳 钢板小。高强钢板虽与低碳钢板一样具有破裂和起皱问题，但由于σs和 σb高，n值和r值低，影响贴模性的几何面缺陷和定形性问题更为突出。 因此要保证高强钢板的冲压质量，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。
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
二、汽车用高强板零件工艺设计
● 凸、凹模间隙δ
凸、凹模间隙δ大，板面 拉变形不充分，导致卸载回弹
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述
减轻汽车自重是节约能源和提高燃料经济性的最基本途径之一。 研究显示，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%至8%；汽车 每减少100kg，百公里油耗可降低0.3至0.6升，二氧化碳排放量可减 少约5g/km。
汽车的轻量化不仅可以减小汽车的滚动阻力、加速阻力和爬坡阻 力降低燃油消耗，而且也有利于改善汽车的转向加速、制动等多方面 的性能，同时还可以降低噪声振动污染。
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述 汽车自诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。汽车的性能和外 观发生了翻天覆地的变化。当今的车身部件大多采用钢板冷冲压成形，对 其尺寸偏差、表面质量和刚性的要求极为严格。车身作为汽车的重要组成 部分其质量占汽车总质量的30%-40%，占整车成本的20%以上。
汽车高强板零件冲压工 艺及模具结构设计1
2020/11/24
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述 二、汽车用高强钢板梁类零件工艺设计
（一）、高强钢板和普通低碳钢板性能比较 （二）、高强板梁类零件冲压尺寸精度问题的分类 （三）、高强板梁类零件影响冲压尺寸精度问题因素及 发生机理 （四）、工艺方案Fra Baidu bibliotek计 三、模具结构设计和调试 （一）模具结构设计 （二）模具调试
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
二、汽车用高强板零件工艺设计
● 凹模底圆角半径rda对回弹的影响 凹模底角半径rda大，U形件底 部变形程度减弱，侧直边的回弹明显增大；减小rda可增强镦死效果，
减轻侧壁回弹。
● 凹模圆角半径rd对回弹的影响 减小rd可增强侧壁刚度并减小
回弹，但在较大压料力情况下拉弯，有时可能导致法兰负回弹。
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述 迈腾 70%
本田雅阁 340MPa以上 48%
马自达6睿翼 590~1480MPa 49%
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述
800MPa 270MPa
趋势
普通钢板 低碳钢 低强度IF钢
外覆盖件
高强钢板
C-Mn钢 部分DP钢
HSLA钢 BH钢
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
二、汽车用高强板零件工艺设计
（三）、高强板梁类零件影响冲压尺寸精度问题因素及发生机理
1、高强板U形拉弯和回弹CAE分析
● 板料厚向异性系数r0°
弯曲线平行于轧制方向成形时，
弯曲切向抗拉能力弱、收缩能力强，
将降低高强板成形性能和成形极限。
在冲压深度与板宽比h0/b0=4.5、
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
一、概述
安全性成为汽车最重要 的评价指标，很多国家 都拥有自己的车身碰撞 安全检测机构。
中国新车评价规程 日本JNCAP 欧洲NCAP碰撞标准
国际上广泛采用高强度钢板 提高了车体的抗凹陷性、耐 久强度和大变形冲击强度安 全性。
美国高速公路安全协会 澳大利亚ANCAP
R/t0=10的条件下， 有限元模拟结
果r0°越大，宽向变形大、厚向变
形小，切向变形不充分使卸载回弹
增大。
汽车高强板零件冲压工艺及模具结构 设计1
二、汽车用高强板零件工艺设计
● 压边力对回弹的影响 自由弯曲时，弯曲切向变形
不充分，卸载回弹较大。利用压 料力拉弯成形时，可增大切向拉 变形量，减小或消除板厚弹变形 区域，减小卸载回弹。DP600高 强板V形件拉弯的有限元模拟结 果显示，随压料力增大，卸载回 弹明显减小。