汽车覆盖件拉延模采用单双筋的比较分析

2019-11-28严文超

商品与质量 2019年42期

严文超

一汽-大众汽车有限公司成都分公司四川成都 610100

汽车拉深模具能否生产出尺寸、表面质量合格的零件，对整车质量起着重要作用。因此只有拉延模在生产过程中具有高的稳定性才是关键，稳定性表现在大的裕度，高的板料适应性，高的温度变化适应性，高的油量变化适应性，高的气压波动适应性，要具备这些性能，需要对拉延模的设计和调试有精准的方案[1]。

1 拉深延成型工艺设计

（1）拉延成型是指用平面板坯制作杯形件的冲压成型工艺，又称拉深。按拉延深度习惯性地分为深拉延和浅拉延，一般拉延深度大于等于100mm（此数值仅代表按习惯区分的界限）的俗称深拉延模。拉延深度小于100mm的俗称浅拉延模，一般浅拉延模尽可能在autoform模拟时尽量做成纯胀型模，深拉延模一般情况下为拉胀复合模，即既有拉深，也有胀型，这类模具对走料要求较高。通过拉延可以制作成筒形、球形、盒形、阶梯形、带凸缘的和其它复杂形状的空心件。采用拉深与切边、冲孔、翻边整形等多种工艺组合可制成形状复杂的汽车覆盖件。汽车覆盖件多数拉延深度较深，这类模具通常采用拉胀复合成型，其工作过程为：平面板坯（以下简称板料，厚度0．6-1．0mm的簿板料）在凸模的作用下，产生塑性变形，压边圈（压料装置）压住的环形部份或近似环形部份的板料被凸模拉入到凸模与凹模之间的间隙内而形成零件。

（2）拉延模稳定生产三要素。拉深模生产稳定性主要取决于压料面、筋、板料三个要素。

①压料面：压料面的关键点：管理面，拉延筋，筋槽R角，外压料面。以筋为界，筋的里侧定义为管理面，也叫内压料面，筋的外侧定义为外压料面；

②筋：筋的关键点为筋高，筋R角，筋槽R角；

③板料：板料这里主要考虑在筋开始接触板料到筋完全成型这个阶段内压料面板料起皱大小程度，这个阶段的皱几乎在成型终了时也不能消除，成为拉延模压料面上固有的皱，皱的大小与拉延模稳定性相关[2]。

（3）拉延模筋的设计。压料面遵循“里紧外松”的原则调整，后期调整较容易，这里主要研究一下拉延筋的影响。拉延筋在工艺设计阶段主要考虑双筋、单筋的选用，筋的阻力强度，筋的高度，这些因素加入模拟，模拟时，拉延模优先考虑双筋模拟，以最大可能地使拉延模尽量做成双筋结构。

2 单筋、双筋拉延模调试分析

2.1 单筋拉延模

（1）单筋拉延模：压料面的研修总原则“里紧外松”。里即管理面，管理面着实色，即拉延筋里侧靠近凸模一侧的近似带状环形面，在带板料刷蓝丹研配时，100%压实，理论上管理面间隙略小于一个料厚，外压料面着虚色，即蓝丹显示接触点为雾状，微观来讲，外压料面略大于一个料厚，着色达到要求后，配装压边圈平衡块来保持该间隙恒定不变。

（2）单筋：针对超低碳钢薄板材，筋高度一般为5毫米，筋宽度10毫米，管理面最小有效平面宽度为8毫米，铝板筋高为6毫米，筋宽度为12毫米，管理面宽度最小为8毫米。在研配过程中，筋及筋槽R角、筋高度不轻易调整，当压料面着色合格后，调试拉件，根据零件缺陷做出相应调整，直到零件合格。在这个过程中，由于筋在刚好接触板料到筋完全成型完成这段时间内，板料处于完全自由不可控状态，加上汽车拉延件属于近似于圆筒形封闭型零件，板料在转角处必然存在径向拉应力和切向压应力，板料在切向压应力作用下，压料面产生很“随意的皱”，起皱程度与拉延筋的高度正相关，筋越高，板料变形量越大，皱也越大，相反地，筋越低，变形小，起皱越小，但是，如果此时已经做成了单筋拉延模，拉延筋的高度调整量是很小的。如果把筋降低，皱可以减小，当筋的高度降到1．5-2mm时有微皱，降低到1．5mm以下时皱基本消除，此时筋的阻力系数相当于autoform的0．1左右，即相当于筋的进料阻力很小，此时的进料阻力只能被迫分配给压料面，而面在批量生产中由于温度升高，摩擦系数变大，稳定性差。因此，单筋拉延模在判定压料面是否真正着色合格时，难度较大，起皱处会看到很多类似径向的条纹状着色痕迹。调试难度加大，大概率导致错误地放大筋槽R角或者筋圆角、降低筋的高度，模具在批量（每批次2000-3500件）生产时间断产生起皱、拉裂、缩颈、拉毛、积屑瘤等缺陷，这样的单筋拉延模稳定性较难调试到一个理想状态。