后门内板材料为 CR4，料厚为 0.7 mm，零件平面尺寸为 1 610 mm × 1 336 mm；水切加强板材料也为 CR4，料厚也为 0.7 mm，零件平面尺寸为 788 mm × 111 mm。水切加强板焊接在后门内板窗框下侧，其装配关系和零件特征如图 1 所示。后门内板窗框尺寸为 870 mm × 463 mm，其尺寸能覆盖水切加强板的大小，材料和料厚相同，且水切加强板形状规则，没有翻边结构，嵌套后门内板窗框内部不影响整体成形。

图 1 后门内板与水切加强板

考虑模具成本及零件成形性，不能因为套件而增加成形工序，也不能因为套件影响后门内板的成形性。窗框上侧壁深度为 21 mm，在车身角度下的侧壁拔模角度为 1.8 °，如图 2（a）所示，该条件下成形时零件会开裂，工艺上考虑冲压时待成形零件转 7 °，并在窗框内部开工艺孔，成形过程中通过扩孔加大内部材料的流动，解决成形开裂问题。水切加强板的套件位置需避开工艺孔，板料在工艺孔成形到底后不能有撕裂现象，并且工艺孔与后门内板及水切加强板之间需保留安全距离。根据以上要求及后门内板和水切加强板的特征，后门内板及水切加强板的套件位置关系如图 2（b）所示，按此位置关系进行工艺规划，冲压工艺为 4 道工序，如图 3 所示。

图 2 零件细节及套件关系

OP10 拉深：后门内板周圈为常规拉深设计，工艺补充面饱满圆润，材料能均匀流动，保证充分成形；窗框内部易开裂，与水切加强板相连的开孔区域工艺补充面应尽可能平坦，确保板料工艺扩孔成形过程中不撕裂；其他三边与门内板距离相近，工艺补充尽可能光顺桥接 2 个零件的边界，桥接面不扭曲；控制凸圆角 >R4 mm，凹圆角 >R8 mm，防止成形开裂、起皱。

OP20 修边 + 冲孔：后门内板周圈全修边，窗框内部上下两端也修边，保留左右两侧与门框相连，便于后工序机械手取送料及水切加强板的后工序定位。

OP30 冲孔 + 侧冲孔 + 整形：后门内板周圈整形，窗框法兰整形，水切加强板上下端法兰整形。

OP40 修边 + 冲孔 + 侧冲孔：后门内板周圈侧冲孔，水切加强板冲孔和修边，水切加强板与后门内板在该工序分离。

基于有限元理论，利用 AutoForm 软件对后门内板和水切加强板套件工艺进行仿真分析，评估其可制造性，边界条件设置如表 1 所示，材料采用汽车用热镀锌冷轧钢板，牌号为 CR4，料厚为 0.7 mm。为保证软件模拟的准确性，需要对 AutoForm 软件中的参数进行合理设置，按照仿真设置标准，参数设置如表 2 所示。

表 2 AutoForm 参数设置

后门内板和水切加强板套件工艺的成形过程如图 4 所示，分别是重力加载、压边圈闭合、成形到底前 20 mm、成形到底前 10 mm、成形到底前 3 mm 和成形到底，整个成形过程中材料流动均匀，无起皱、叠料等问题。

后门内板和水切加强板套件工艺的成形性和减薄率结果如图 5 所示，2 个零件成形状态良好，成形充分，无开裂、起皱等问题。

图 5 成形性和减薄率

模具零件研配到位后，后门内板和水切加强板的成形实物如图 6 所示，2 个零件成形充分，现场无开裂、起皱等问题，且大批量生产稳定。其合格率分别为：左后门内板 86%，右后门内板 85%，左水切加强板 83%，右水切加强板 81%，满足装配要求。

▍原文作者：霍晓阳，张博凡，胥一勤

▍作者单位：上汽通用汽车有限公司 整车制造工程