一种顶盖外板拉延模顶起气路结构研究与应用

如今汽车市场竞争激烈，消费者选购汽车时不再只局限于汽车价格，而是更加注重汽车品质，外覆盖件是汽车车身的重要组成部分，板件任何一个小的缺陷都严重影响汽车外观美感，所以冲压生产过程中对外板件面品质量要求十分严格。根据行业经验，汽车外覆盖件拉延模设计制造时，一般会在凸凹模型面增加排气孔或排气槽，以提高拉延件成形过程中模腔与外界通气能力，更有利于板料拉延成形，并防止零件在机械手自动抓取过程中变形，保障冲压件精度及外观质量。

问题描述及分析

产品几何造型

我司某车型顶盖外板整体结构尺寸和封闭区域面积大，顶面造型平缓，成形减薄率经CAE 分析、现场实物画线检测都达到5%，满足设计要求；但产品型面没有造型筋，实际生产过程中，存在顶面刚度弱的风险。

冲压工艺

本顶盖冲压由4 序完成(图1)：OP10 拉延、OP20 修边冲孔、OP30 修边侧整形、OP40 整形翻边。

现场问题

OP10 拉延工序：开模后压边圈在机床气垫作用下顶起零件，由于零件与凸模之间憋气，零件上下面气压不一致，造成拉延件中间型面凹陷变形(图2)，此问题属于严重面品问题，导致零件报废率极高，且影响冲压车间自动化生产效率，增加冲压成本。

方案设计

为快速消除上述问题，保证正常生产，根据以往经验，现场采用如下整改方案，效果如表1 所示。各方案验证结果未能彻底解决顶起变形问题，根据模具结构及问题产生根本原因，最终确定在OP10 拉延模凸模型面上增加吹气顶起结构，压边圈顶起瞬间通气，解决零件型面凹陷变形问题。

整改方案

2)调整压机主程序，设置气路开始进气、断气角度：压机一次完整冲程对应360°，压机气垫顶起开始动作角度180°，此角度为进气开始点；气垫按设置参数顶起结束后，对应程序角度为断气点，程序设置310°。

⑴产品SE 分析阶段，适当增加筋造型，提高零件自身刚度；

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⑴新型拉延模顶起气路结构。

4)气垫顶起拉延模压边圈一定行程后，气路断开；OP10 工序件被机器人/机械手取件送入OP20工序，OP10 压机开始循环新的冲压动作，见图8。

3)压机完成冲压闭合后，上滑块开始回程带上模开模，气垫顶起压边圈瞬间，气路通气，气体通过凸模型面排气孔吹出，避免拉延件与凸模之间憋气，使压边圈顶起过程中工序件上下气压基本一致。

⑵冲压自动化生产过程中拉延模气路吹气工作原理。

有益效果

按照上述方案整改后，根据冲压车间技质人员统计，拉延模增加顶起气路结构后，前期由于顶盖外板顶起后型面凹陷变形造成零件返修、报废率高等问题完全消除，现场气路结构、零件照片见图9，此方案在顶盖批量生产中起到良好保质、提效、节能作用，见表2。

为保证零件品质，在模具开发过程各个节点都要把工作做细做优，特别是针对大型覆盖件需要重点注意以下4 项。

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结束语

拉延模凸模型面追加工10 个

4mm 的排气孔(排气孔数量根据零件造型、尺寸确定，位置不要设置在凸模结构筋上)，在每个排气孔对应背部位置安装

10mm 气管，将所有气管串联，并最终汇总到一根气管上，气管外接头固定在拉延模下模座最外侧，连接压机气源，整体气路串联结构见图6。

1)拉延模装到压机工作台后，将拉延模上的气路外接头与压机自带的气源接头连接，见图7。

⑵在图纸设计阶段要保证拉延模的通气能力，设计排气孔；

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（1）可以采用圆弧边分析法。所谓3点决定一个圆，1994年7月的325点、2005年6月的998点及2013年6月的1849点可作一圆弧边，大致上支撑了2018年10月的2449点。但如今又再度接近此圆弧线，恐怕跌破的机会大一些。

⑶模具现场调试要与理论CAE 分析结合，识别差异性，积累经验；

⑷此拉延模顶起气路结构可以应用到其他类似问题整改中。