翼子板拉伸件疊料缺陷解決辦法（下）

文／于月海，齊康寧，樊燕朋，趙圣凱·長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心

翼子板拉伸件疊料缺陷解決辦法（下）

文／于月海，齊康寧，樊燕朋，趙圣凱·長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心

《翼子板拉伸件疊料缺陷解決辦法（上）》見《鍛造與沖壓》2017年第2期

單一因素影響疊料控制方案

(1）壓力控制法。在影響拉伸件疊料單一因素的條件下，通常會(huì)通過控制機(jī)床壓力的方法解決突發(fā)性疊料問題。圖11所示為前燈角成形區(qū)域—拉伸深度因素影響疊料圖。

在形狀有較大轉(zhuǎn)變的區(qū)域，平面性的板材被拉伸成空間曲面時(shí)坯料走料速度更為劇烈，若不能將其控制在整個(gè)制件走料速度中值區(qū)間內(nèi)就極易出現(xiàn)坯料堆疊缺陷。采用適當(dāng)?shù)脑龃鬀_壓模具此區(qū)域內(nèi)型面研合率來精確的控制壓邊力可適當(dāng)?shù)亟鉀Q此缺陷，但這也是有條件限制的：必須為較小的拉伸深度；必須要有較為精確的壓力穩(wěn)定性，壓力值公差設(shè)定必須小，要嚴(yán)格控制在可控公差內(nèi)。

圖11 前燈角成形區(qū)域—拉伸深度因素影響疊料圖

圖12 管理面分級(jí)示意圖

⑵管理面分級(jí)法。針對(duì)因急劇轉(zhuǎn)變的成形走料的單一因素，影響拉延成形疊料的缺陷，可以通過管理面分級(jí)法，以精確化的要求，區(qū)別對(duì)待不同區(qū)域的管理面研合率。圖12所示為管理面分級(jí)示意圖。所謂的管理面，為拉延模壓邊圈向內(nèi)與凸模型面之間的平面區(qū)域。一般在國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)管理面的研合率的要求是比較苛刻的，外板件研合率必須在95%以上。實(shí)際生產(chǎn)中往往因?yàn)楣芾砻娴难泻下什蛔?，而產(chǎn)生一系列的面品問題，同樣當(dāng)出現(xiàn)常見的疊料問題時(shí)，適當(dāng)?shù)奶嵘芾砻娴男兔嫜泻下室嗫山鉀Q一些疊料缺陷。

例如圖1中的E區(qū)域較D區(qū)域而言因其走料的要求不同，管理面的精度也可以區(qū)別對(duì)待。E區(qū)域走料面為大弧度的整體走料，因?yàn)榇嬖诜稚⒌淖吡峡刂?，要求也就不能與D區(qū)域一概而論。按照管理面分級(jí)控制法，對(duì)E區(qū)域管理面和準(zhǔn)管理面的著色率要求就必須均在90%以上，非管理面的研合率也要在60%以上，對(duì)于D區(qū)域而言準(zhǔn)管理面的要求可降低到75%以上，非管理面可不作要求。

另外延長管理面的長度或擴(kuò)大管理面的面積，會(huì)存在于一些特殊的型面區(qū)域，這樣做的原因在于通過擴(kuò)大板料由筋到達(dá)凸模型面的過渡區(qū)的面積，能夠提供充分的時(shí)間和空間來做更多的板料控制，同時(shí)較國內(nèi)對(duì)非管理面的要求而言，國外一些國家（例如日本）已經(jīng)不再對(duì)非管理面的研合做要求，而將更多精力放在管理面的研究上。將管理面分為三層，定義為管理面、準(zhǔn)管理面、非管理面，依次降低對(duì)型面的研合率要求，但是卻大大提升了外覆板件的面品精度。

拉延筋控制法(特殊筋形）。拉延筋對(duì)板料通過的阻力主要體現(xiàn)在：⑴板料過拉延筋時(shí)因彎曲/反彎曲產(chǎn)生的變形力；⑵板料和拉延筋之間相對(duì)滑動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力，在拉延深度相對(duì)較大壓力控制法無法滿足實(shí)際控料走速時(shí)，適當(dāng)?shù)脑黾永咏羁刂剖浅３Ｓ玫降姆椒?。在模具設(shè)計(jì)伊始拉延筋的筋形和筋高選擇原則是：滿足控制走料速度的情況下首先選圓筋，次選方筋，最后選擇多筋。在計(jì)算拉深筋工藝參數(shù)時(shí)，根據(jù)拉深筋阻力密度值的大小，首先確定拉延筋道數(shù)、拉延筋類型、筋半徑Rb和筋高度d，最后利用Stoughton阻力數(shù)學(xué)模型計(jì)算出坡口半徑Rg。圖13所示為拉延筋成形控制走料示意圖。

圖13 拉延筋成形控制走料示意圖

在選擇好筋形后依次加高拉延筋的高度可以提供更大的控制走料阻力，這是最常見的筋形選擇原則，但對(duì)于多變形狀區(qū)域且伴有大拉伸深度的拉延成形區(qū)域而言，拉延筋的排布同樣會(huì)起到至關(guān)重要的作用。

例如圖1中B區(qū)域，在翼子板此區(qū)域既有多變的形狀成形需求也有很大的拉伸深度，是整個(gè)模具型面水平高度第二高的點(diǎn)，單一圓角形過渡筋形已經(jīng)不能夠滿足控制走料精度，其中一種方法就是采用圖14中的筋形控制法，這會(huì)將廢料區(qū)的板料極大限度的阻礙在成品區(qū)域外，避免了多余板材流入造成疊料缺陷。另一種方法即加防疊鼓包。在急劇轉(zhuǎn)角且大拉伸部位設(shè)置隨形的八字形筋形，不僅能夠極大的節(jié)省用料、減少后期加工量，同時(shí)會(huì)更符合隨形的走料控制阻力要求，會(huì)極大的降低疊料風(fēng)險(xiǎn)。

圖14 多因素影響疊料缺陷下的筋形設(shè)計(jì)示意圖

還有例如圖1中C區(qū)域，拉延筋設(shè)計(jì)在汽車覆蓋件沖壓模具設(shè)計(jì)過程中占有重要地位，合理的設(shè)置拉延筋可以改善板坯的流動(dòng)狀況，從而減少?zèng)_壓件的破裂和起皺等缺陷，圖15中展示豐田汽車首先采用的特殊波浪形筋形，此筋形的優(yōu)點(diǎn)在于有效的將統(tǒng)一大方向的走料控制分散到所需的各個(gè)角度，即與圖1中E區(qū)域大弧度成形區(qū)域控制走料的要求達(dá)成一致，板料走料阻力的分散引導(dǎo)能夠更加有效、精確的控制到極小區(qū)域內(nèi)，將原來對(duì)線或面的走料阻力控制具體到對(duì)點(diǎn)的走料阻力控制，實(shí)際的效果能夠在板料的減薄率上體現(xiàn)出來。

圖15 豐田采用的特殊波浪形筋形

結(jié)束語

本文從模具工藝設(shè)計(jì)層面對(duì)翼子板成形進(jìn)行深入分析，由微觀思考宏觀，由宏觀控制微觀，為解決翼子板工藝補(bǔ)充區(qū)域的疊料問題提供解決思路。工藝設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣直接影響制件品質(zhì)及后期模具整改的難易，甚至影響整車項(xiàng)目開發(fā)進(jìn)度，好的工藝思路加上有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)把制件品質(zhì)推上了一個(gè)新的高度，使車型開發(fā)有了里程碑式的跨越。新工藝、新產(chǎn)品推動(dòng)了民族汽車業(yè)上升到新臺(tái)階。