側(cè)圍門洞內(nèi)分模線對拉延成形的影響

文/王朋，姜長富，李艷·一汽-大眾汽車有限公司成都分公司

沖壓模具作為冷沖壓生產(chǎn)的重要載體，其在生產(chǎn)中的穩(wěn)定性，對制件的質(zhì)量、生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)效率有著重要的影響。隨著轎車市場競爭的日益激烈，各個(gè)汽車生產(chǎn)廠家都把提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本作為一項(xiàng)主要的工作任務(wù)，本文主要介紹一汽-大眾某車型側(cè)圍外板模具拉延穩(wěn)定性的優(yōu)化過程。

在批量的生產(chǎn)過程中，模具連續(xù)的拉深成形，導(dǎo)致板料在流動過程中與模具壓料面之間摩擦生熱，由于熱脹冷縮造成凸凹模之間的間隙減小，增大板料的流動阻力，從而導(dǎo)致板料的流動速度發(fā)生變化。由于該模具門洞位置的分模線位置設(shè)置不合理，導(dǎo)致在拉延成形過程中板料敏感位置處于失控狀態(tài)，加劇了模具的不穩(wěn)定性，造成制件B 柱立面和法蘭邊交替出現(xiàn)縮頸、開裂的問題。通過此次對分模線位置的更改，使板料在成形過程中一直處于受控狀態(tài)，確保模具拉延成形的穩(wěn)定性，解決了零件B 立面和法蘭邊位置出現(xiàn)縮頸、開裂的問題。希望通過此案例可以給大家在調(diào)試過程中提供參考和借鑒。

問題描述

一汽-大眾某車型側(cè)圍外板制件B 柱立面和法蘭邊交替出現(xiàn)縮頸、開裂問題，平均月停臺時(shí)間178分鐘，平均月廢返品造成損失49852 元，再加上生產(chǎn)過程中壓機(jī)的動能浪費(fèi)、模修人員調(diào)試和生產(chǎn)人員備模的工時(shí)浪費(fèi)等等。此問題已經(jīng)嚴(yán)重制約了車間的生產(chǎn)效率和降成本的要求。圖1 為制件B 柱立面開裂，圖2 為制件B 柱法蘭邊開裂。

圖1 側(cè)圍B 柱立面開裂

圖2 側(cè)圍B 柱法蘭邊開裂

當(dāng)零件立面出現(xiàn)開裂時(shí)，說明成形過程中板料流入量不夠，需要增加板料的流入量。對應(yīng)的方法為平衡塊墊高、增加潤滑或者減小下氣墊的壓力；當(dāng)零件法蘭邊開裂時(shí)，說明成形過程中板料A、B 兩處流入過快，且走料速度不一致（A 處＞B 處或者A 處＜B處）。對應(yīng)的調(diào)試方法為平衡塊降低或者增大下氣墊的壓力，保證A—B 之間壓料面的壓料力足夠。所以，零件此位置立面開裂和法蘭邊開裂是兩個(gè)矛盾體，在調(diào)整零件立面開裂時(shí)，平衡塊墊高會導(dǎo)致A、B 位置板料流入速度加快，造成法蘭邊開裂；同時(shí)調(diào)整法蘭邊開裂時(shí)將平衡塊降低，又會導(dǎo)致零件立面出現(xiàn)開裂問題。模具的穩(wěn)定性不受控，很難找到平衡點(diǎn)，如圖3 所示。

原因分析

圖3 側(cè)圍B 柱門洞內(nèi)構(gòu)成和A、B 走料情況

產(chǎn)品造型R 角太小，影響該位置板料的流動，此位置與后續(xù)工藝有一定的匹配要求，所以無法對產(chǎn)品造型進(jìn)行更改；板料的機(jī)械性能參數(shù)狀態(tài)不穩(wěn)定，更換板料時(shí)導(dǎo)致頻繁調(diào)試（每拍板料500 張，每批次生產(chǎn)需要更換5 次板料），所使用蒂森板料為德國進(jìn)口板料，機(jī)械性能優(yōu)化難度較大，短期內(nèi)也無法實(shí)現(xiàn)；凸模與門洞內(nèi)壓邊圈分模線設(shè)置不合理，導(dǎo)致標(biāo)識位置板料在成形過程中一直處于失控狀態(tài)（拉深高度為190mm，成形初期，門洞內(nèi)壓邊圈在下氣墊的作用下頂起190mm，而成形的關(guān)鍵位置卻在整個(gè)拉伸過程中處于失控狀態(tài)），屬于模具工藝問題，可以通過數(shù)據(jù)模擬，根據(jù)模擬效果確認(rèn)模具分模線需更改的合理位置（圖4）。

圖4 側(cè)圍B 柱門洞內(nèi)拉延模擬圖

整改措施

根據(jù)拉延模擬情況，更改門洞內(nèi)分模線位置，將凸模位置的分型面成形部位分給壓邊圈進(jìn)行成形，使板料在成形過程中時(shí)刻處于受控狀態(tài)，如圖5 所示。

整改過程

⑴根據(jù)模擬情況，確認(rèn)凸模分模線的位置，對凸模輪廓位置數(shù)控加工空開，如圖6 所示。

圖5 側(cè)圍B 柱門洞內(nèi)分模線更改圖

圖6 凸模加工空開

⑵考慮到壓料面整體從下至上進(jìn)行燒焊加寬，焊接量過大，花費(fèi)時(shí)間較長，且焊接變形太大，因此對該處壓料面位置制作鑲鍵，僅對表面進(jìn)行燒焊，從而縮短整改時(shí)間，減少焊接變形。鑲鍵嵌入模具基體內(nèi)，并在下端增加支撐，可承受成形力，使用6×M16 的螺釘進(jìn)行緊固，確保支撐的強(qiáng)度，如圖7 所示。

⑶對壓料面鑲鍵位置進(jìn)行燒焊。為保證鑲鍵表面與原壓料面無接縫，對原壓料面整體降銑5mm，整體進(jìn)行堆焊。焊條選用86FN 鑄鐵焊條，焊接前進(jìn)行100 ～200℃預(yù)熱，焊接時(shí)采用短焊道30 ～50mm，并進(jìn)行充分錘擊，消除焊接殘余應(yīng)力。焊接過程中，注意控制好焊接位置的溫度，確保一次性完成焊接工作，中途不能長時(shí)間停息，防止冷卻后再次焊接造成剝離現(xiàn)象。

圖7 壓料面制作鑲鍵

圖8 壓料面鑲鍵位置焊接

圖9 凹模壓料面制作基準(zhǔn)

圖10 壓料面著色研修

⑷凹模壓料面對應(yīng)位置進(jìn)行研修，去掉臺階，研修光順后作為基準(zhǔn)，如圖9 所示。

⑸檢查測量凹模壓料面與下模壓邊圈之間的間隙，根據(jù)著色情況，以凹模壓料面為基準(zhǔn)對下模壓邊圈燒焊位置進(jìn)行研修，確保該位置著色均勻，如圖10 所示。

整改后效果

通過此次整改調(diào)試，模具的穩(wěn)定性明顯提高，因此問題造成的停臺時(shí)間和廢返品基本消除，停臺時(shí)間減少了84%，由于縮頸開裂造成的廢返品損失下降了92%，達(dá)到預(yù)期的效果。

結(jié)束語

通過此次對大眾速騰車型側(cè)圍外板模具分模線的更改，驗(yàn)證了拉延模在成形過程中分模線的位置對制件成形的影響，對后續(xù)在模具工藝設(shè)計(jì)時(shí)分模線位置的設(shè)置具有一定的參考價(jià)值，同時(shí)也給以后解決同類問題提供了新的思路和方向。