復雜深拉深零件（比如側圍、門內板）由于拉延深度大、型面特征復雜，零件成形后減薄率分布非常不均勻，開裂風險點多，在新模具調試和批量生產過程中經常出現零件開裂和隱傷等質量問題，嚴重影響調試進度和批量生產的穩定性，主要表現為：⑴初期模具調試難度大，供件多起皺且尺寸差；⑵增加試模料片成本和人力成本；⑶批量生產不穩定，報廢率高；⑷在線調試時間長，增加停機時間；⑸質量控制困難，起皺開裂經常發生，且增加返工工時。
2018年上半年，Model-K 后門內板由于開裂起皺影響的停機時間和報廢率如圖1 和圖2 所示。開裂起皺不僅嚴重影響連續生產的穩定性，在增加報廢率的同時，質量控制也變得困難，裝車后如發現零件開裂會極大增加生產成本。
產品造型特征分析
影響零件成形的產品結構及關鍵成形特征主要有以下因素：⑴拉深深度；⑵關鍵部位R 角，比如密封面、拐角部位等；⑶ 復雜特征處的拔模角；⑷ 內部造型和落差，比如音響孔周圍、窗框區域等。Model-K 后門內板造型如圖3 所示，對比某汽車公司門內板造型（圖4），在關鍵部位R 角和內部造型特征等方面產品設計更為苛刻，增加成形難度，工藝設計時這些區域安全裕度較低，造成試模和批量生產期間極易發生開裂。現場發生開裂起皺的區域如圖5 所示，在密封面R 角、較深的側壁和拐角處經常出現開裂和起皺，大大增加了調試難度。因此，在不影響功能的前提下，需要優化產品關鍵區域成形參數和局部造型特征。
產品結構優化
根據以往車型門內板調試經驗，給出了產品關鍵特征處的R 建議值，如圖6 所示，目前該項工作已與產品開發部門達成一致，應用于后續車型的產品設計中。拔模角數據信息還在整理，后續推動形成標準化的設計準則，局部造型特征在可制造性分析階段根據需要進行優化。
仿真開裂評價參數優化
可接受減薄率設置
降低可接受減薄率數值能夠直觀的顯示開裂風險點，不同的減薄率設置成形結果對比如圖7、圖8、圖9 所示。表1 為不同可接受減薄率設置開裂風險區域對比。
從表1 可以看出，目前沖壓工藝設置的開裂可接受減薄率25%過高，與現場差異較大，不能有效的發現開裂隱傷風險點，降低至20%后的成形結果顯示開裂風險區域顯著增加，與實際一致性較好，可以作為判斷工藝仿真模擬開裂預測參數。可接受減薄率進一步降低至18%，新增兩處風險點，可作為極端條件檢查仿真結果，以利于提高后期生產穩定性。壓邊力和材料參數波動對開裂結果影響
實際生產過程中壓邊力和材料參數都會存在一定范圍的波動，導致零件出現開裂隱傷起皺，影響到生產的正常進行。因此需要在工藝設計階段考慮其參數波動對成形結果的影響，提高模具的可適應性。不同的壓邊力設置成形結果如圖10 所示，由于壓邊力降低或增加，新增的起皺開裂風險區域需要在工藝設計時進行優化。
選取重點影響成形的屈服強度、抗拉強度和延伸率三種材料參數進行波動范圍統計（圖11），其中屈服強度波動范圍最大，重點進行研究分析。
屈服強度波動對成形結果的影響見圖12，從結果可以看出隨著屈服強度升高，零件的成形性得到改善，但相應的開裂風險也會增加，沖壓工藝仿真需要考慮開裂和起皺的平衡。
摩擦系數對開裂結果影響
不同的摩擦系數設置對開裂結果影響如圖13 所示。對于鋼板Autoform 推薦采用0.15 的摩擦系數，從結果看不能準確預測開裂風險區域，同時從對比結果來看，摩擦系數對成形有非常大的影響。摩擦系數反映了模具型面的粗糙度，0.15 對目前的模具狀態過于苛刻，日本富士公司推薦采用0.17 進行成形結果評判，與本文分析結果基本一致，可以作為后續開裂結果評判模擬參數設置。
結論
為解決此類問題，在產品關鍵成形特征（比如R角、拔模角等）需要進行優化的同時，從現場多個零件實際的成形效果來看，目前模擬采用的開裂評價參數不能夠有效地預測開裂風險點，需要修改優化使仿真結果貼近實際，在前期工藝設計階段進行優化，降低開裂風險。本文以門內板為研究對象，根據經驗給出產品關鍵成形特征的建議值，通過優化開裂評價參數，得到了更能反映實際結果的評判條件，為此類零件的成形和生產穩定性提供解決思路，得出如下結論。⑴產品關鍵成形特征。根據門內板調試經驗，給出了產品關鍵特征處的R 角建議值，目前已經應用于后續車型的產品設計中，與拔模角一起后續還需推動形成標準化的設計準則。⑵開裂評判結果參數優化。研究分析了可接受減薄率設置、壓邊力和材料參數波動、摩擦系數對開裂結果的影響。給出了能夠較準確預測開裂風險區域的可接受減薄率和摩擦系數參數，同時指出應變力和材料參數波動對成形結果也有很大影響，要在前期工藝設計階段綜合考慮、合理優化。
