汽车覆盖件顶盖拉深模调试方法

2021-08-30陈文锋杨玉贵

模具工业 2021年8期

陈文锋，杨玉贵，丁哲

（四川成飞集成科技股份有限公司，四川成都 610091）

0 引言

汽车顶盖是组成汽车车身的重要薄板冲压件，具有材料薄、尺寸大、形状平缓及表面质量要求高等特点。汽车顶盖一般需要经过多道工序才能完成成形，能否获得高品质的顶盖冲压件取决于拉深件的品质[1-4]，因此拉深模的调试对成形制件的质量起着重要的作用。顶盖属于大型覆盖件，合理调试研配不仅可以提高冲压件的质量，还可以缩短模具制造周期，弥补模具设计和制造上可能存在的缺陷。

1 顶盖调试探讨

1.1 模具零件抛光

模具零件抛光作为对型面缺陷再修复的重要环节，调试前对基准件的抛光尤为重要，根据顶盖拉深模的调试经验，总结抛光操作过程，如图1所示。

图1 抛光操作过程

首先去除NC加工后的刀花，对于型面交叉部位，按照单方向进行抛光，当粗糙度达到一定程度后，再对型面按照料流方向推顺即可。在进行交叉型面抛光时需注意保证交叉区域圆角R的品质，该圆角R取3～4 mm，必须保证与加工数模一致，避免出现缺料、塌边等缺陷。对于顶盖拉深模，4个转角处容易开裂，因此转角处的R角必须光顺，同时保证转角区域主棱线的粗糙度，提高成形零件的表面质量。

1.2 通气孔布置方法

拉深成形过程可以分为4个阶段：进料、压料、成形、取件。板料成形过程中，由于凸、凹模接触板料的位置及板料的塑性变形，会形成封闭空间，且随着成形过程的进行，封闭空间的体积逐渐缩小，如果封闭空间的空气不能及时排出，将导致拉深件不能与模具零件紧贴，成形制件的形状将达不到设计要求；同时，如果封闭空间的空气在成形过程中完全排出，成形后不能吸入空气，会产生负压导致成形后的制件被负压吸附在凸模或凹模上，造成取件困难，强制取件会影响制件的形状精度。设置通气孔是解决上述排气、进气问题的方法，合理设置通气孔的数量及排布方式能保证拉深件品质，成形过程中的封闭空间如图2所示。

图2 拉深过程中封闭空间形成示意图

通过现场调试经验总结，顶盖的通气孔设计及加工需要按照以下要点执行。

（1）在两厢车零件的凸模上加工φ4 mm梅花型的孔。

（2）通气孔布置必须保证钻孔位置在凹型面处、A级曲面通气孔直径为φ4 mm、B级曲面通气孔直径为φ6 mm。

（3）通气孔间距通常以60～70 mm为最佳，在允许布置的条件下数量越多越好。

1.3 淬火修整

调试实践证明顶盖R处表面缺陷都是由于淬火后R角处型面的抛光方法不正确导致，对基准件淬火后，型面凸R角周围的修整至关重要。首先在钢材上涂蓝油并在凸R角周围均匀推移，检查图3中黑色线条内型面着色是否均匀，沿不同方向反复推修，保证型面光顺；其次用油石交叉推修达到型面连线、棱线清晰的效果。操作方法如图3所示。

图3 淬火后修整

2 顶盖调试方法

顶盖是大型外覆盖件，表面质量要求高，刚性好，拉深件的质量决定最终制件成形的质量，因此拉深模的调试尤为重要。

2.1 机床参数和模具零件运动检查

模具在压力机上装夹后，检查下模的顶杆位置、顶出高度是否合适，确认无误后将闭合高度抬高，使凸凹模型面空开，上下微调运动，确保模具零件运动正常。在导板上刷红丹粉，研修导滑面，保证整个导滑面着色均匀，以确保模具零件运动与凸、凹模及压边圈型面相对位置关系与设计的保持一致。

2.2 压料面研配

压料面研配时应保证压料筋到凹模口之间的着色率达到95%以上，压料筋以外50 mm的着色率达到80%以上，没有压料筋的部位应保证凹模口以外50 mm的着色率达到95%以上，如图4的示。

图4 压料面研配要求

将试模板料裁剪至压料面的大小，两面均匀涂上红丹，抬高模具闭合高度（型面未成形时），将机床滑块压边力调至所指示的值，向下运动接触压边圈，在板料起皱的位置切割开槽。压料面达到要求时进行研修、抛光，压料面的着色率达到要求的同时，表面粗糙度也应达到要求，避免二次抛光，造成压料面的着色率不合格影响模具的调试工作。对压料面反复研修，推顺拉深槽R角和凹模口R角，保整光滑圆顺。

2.3 调试出件

根据指导书确定板料尺寸进行试模，增加模具闭合高度，压料力按照指导书指示设置。成形过程分几次成形，观察每次拉深件的变化，作好记录，对成形制件的进料尺寸与理论进料尺寸作比较，有利于后期调试时对压边力和压料面的分析和调整。实践表明：三厢车顶盖成形首件可能在4个转角处出现开裂和凹陷，两厢车顶盖成形的前角和后端也会出现开裂，如图5所示。

图5 开裂危险区域

模具经调试成形合格制件后，对拉深筋和凹模凸R进行淬火，为了避免二次淬火影响模具零件质量，需要再次确认制件达到质量要求后，才能进行凹模和压边圈的淬火。为了提高研配精度将压边圈和下模用螺钉连接紧固，以下模为基准研配凹模。在压力机上研配抛光保证凸模成形R角周围50 mm着色至95%以上，理顺所有凸R角且光滑圆顺。

2.4 顶盖调试缺陷处理

调试成形过程中，由于模具零件研配不到位会造成成形顶盖产生表面质量缺陷，即顶盖4个角开裂，如图6所示。

图6 调试缺陷

将成形顶盖开裂处对应的模具零件R角光滑圆顺，如果成形顶盖开裂处没有改善，将上模对应处侧壁适当修整，保证材料在不流动的情况下制件不开裂并将此处凸、凹模研配至强压状态直至消除表面缺陷。

3 顶盖调试注意事项

通过对现场调试经验进行总结，顶盖的调试需要注意以下3点。

（1）排除顶盖前端两角凹陷。首先用硬油石检查凸模有无缺陷，确认无误后，再刷蓝油检查凸、凹模间隙，保证此处的凸、凹模型面强压。

（2）后端凹陷。确认凸模此处有无缺陷，排除凸模缺陷后，如果成形时后端还有凹陷，增大此处压边力，精研配此处压料面一般能消除此处缺陷。

（3）后端刚性不足。顶盖调试主要是解决刚性不足的问题，刚性不足是由于材料未充分变形造成，两厢顶盖设计要求此处材料变形达到5%，由于两厢顶盖此处较平缓且面积大，制件在成形过程中难以达到设计要求的变形量，导致调试工作困难。根据调试的经验，总结了3点：①重压区的压料面按要求研配着色100%；②拉深筋和拉深槽R角不能随意修整，调试过程中如果出现开裂，可以提高压料面、拉深筋和拉深槽R角粗糙度，适当降低压边力，由于两厢车顶盖在成形过程中板料要向待成形制件流动，调试过程中要控制好板料的流动，既要保证成形制件中间部分的材料向外流动，又要使四周的材料向里流动，需要找到一个平衡点，制件成形后将其翻转，保证制件顶部有向四周侧壁流动8 mm左右的痕迹，即可满足设计要求的刚性；试模前在板料上画一些φ100 mm的圆，如图7所示，待制件成形后，以相同的圆心划同样大小的圆，观察成形前后2个圆的变化，成形后，检查制件上2个圆的直径，直径差φ4 mm左右，说明材料的塑性变形达到要求；③需要注意的是制件后端成形后，压料面不能产生起皱，否则会增加后工序二次成形的调试难度。