文/牟少志·一汽-大眾汽車有限公司沖壓中心模修車間

轎車門內(nèi)板拉裂、縮頸問(wèn)題優(yōu)化

文/牟少志·一汽-大眾汽車有限公司沖壓中心模修車間

牟少志，高級(jí)技師，從事轎車大型覆蓋件模具的維修、保養(yǎng)、質(zhì)量改進(jìn)工作，獲得“全國(guó)操作技術(shù)能手”、“中央企業(yè)技術(shù)能手”、長(zhǎng)春市“長(zhǎng)春工匠”、“長(zhǎng)春市崗位技能帶頭人”等榮譽(yù)稱號(hào)。

隨著轎車生產(chǎn)規(guī)模不斷壯大，各大汽車廠都在不斷擴(kuò)充產(chǎn)能，在轎車總裝車間平均100s就下線一臺(tái)新車，這說(shuō)明時(shí)間就是搶占市場(chǎng)的最好保證。門內(nèi)板成形工藝是典型的復(fù)雜深拉深工藝，制件形狀復(fù)雜，曲線變化大，凸凹連接緊湊，R角多。這些因素直接影響了板料拉深變形，增加了產(chǎn)品成形的難度。

制件裝配在車身上暴露面多，表面質(zhì)量要求高，不能有拉裂、縮頸等缺陷。轎車門表面拉裂、縮頸等缺陷，一直是沖壓生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題，制約著沖壓產(chǎn)能的提升，影響轎車的整體質(zhì)量，如圖1所示。

⑴拉裂、縮頸問(wèn)題產(chǎn)生的原因主要為材料在此處的變形超過(guò)了材料的延伸率，主要產(chǎn)生在伸長(zhǎng)類變形部位。同時(shí)，為了保證產(chǎn)品在剛性、工藝性及強(qiáng)度等多方面的要求，非常容易導(dǎo)致制件在成形過(guò)程中出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。

⑵解決措施。目前我公司通過(guò)對(duì)材料數(shù)據(jù)庫(kù)及沖壓模擬參數(shù)的積累，利用CAE軟件成形性分析及鈑金成形極限圖的分析，通過(guò)對(duì)板料成形過(guò)程中的料厚、材料變薄率的變化狀態(tài)，已經(jīng)可以較準(zhǔn)確地評(píng)估板料在成形過(guò)程中開(kāi)裂的部位及裂紋區(qū)域的應(yīng)變狀態(tài)。圖2為板料在成形過(guò)程中開(kāi)裂的部位及裂紋分布區(qū)域的應(yīng)變狀態(tài)圖。

圖1 汽車門內(nèi)板常見(jiàn)的缺陷

圖2 開(kāi)裂的部位及裂紋分布區(qū)域的應(yīng)變狀態(tài)圖

根據(jù)每個(gè)拉延件開(kāi)裂的部位和成形情況給出具體解決方案，如果是拉延成形產(chǎn)生的開(kāi)裂，要分析以下原因：⑴壓料面著色率是否滿足要求，有無(wú)硬點(diǎn)；⑵平衡塊高度是否滿足進(jìn)料要求；⑶壓機(jī)壓料力是否適合；⑷必要時(shí)采取工藝措施解決；⑸更換材料解決。如果是脹形產(chǎn)生的開(kāi)裂，就要分析以下原因：⑴查看壓料面及壓料筋處，看是否走料；⑵查看壓機(jī)壓料力是否適當(dāng)；⑶適當(dāng)更改產(chǎn)品形狀解決；⑷更換材料來(lái)解決。

門內(nèi)板拉延后側(cè)壁及幾個(gè)地方變形很劇烈，出現(xiàn)明顯的應(yīng)變集中，最大主應(yīng)變出現(xiàn)在側(cè)壁上。從料厚變化云圖和板料變薄率上也可以看出有好幾處都開(kāi)裂了。

不同位置拉裂的處理方法

半敞開(kāi)式拉延拉裂

圖3 半敞開(kāi)式拉延拉裂位置

半敞開(kāi)式拉延開(kāi)裂位置如圖3所示，對(duì)比生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和成形極限圖，采取壓料面著色（圖4），調(diào)整模具閉合高度等方法，最終確定拉裂的原因。

⑴壓料面及筋槽間隙過(guò)大，不能充分控制板料走料方向；壓料面壓料力應(yīng)為內(nèi)緊外松，著色率在80%以上，筋槽R角控制在2.5mm；通過(guò)對(duì)壓料面及筋槽R角的燒焊研修（圖5），拉裂減小。

圖4 壓料面著色

圖5 對(duì)壓料面燒焊研修

⑵工藝凸包高度過(guò)高（圖6），工藝凸包的作用是使零件充分的成形，但過(guò)度的成形會(huì)使板料過(guò)度的流動(dòng)產(chǎn)生拉裂，所以把工藝凸包高度降低5mm，縮小拉裂區(qū)域板料走料，通過(guò)對(duì)拉延筋、壓料面、工藝凸包進(jìn)行改進(jìn)，消除了拉裂（圖7）。

圖6 工藝凸包高度過(guò)高

封閉式拉延拉裂、縮頸

封閉式拉延拉裂、縮頸的位置如圖8所示，根據(jù)開(kāi)裂位置，對(duì)模具壓料面及筋槽R角著色，觀察凸模成形R角，最終確定拉裂的原因。

⑴凸模成形R角過(guò)小，造成板料走料難，產(chǎn)生拉裂縮頸，根據(jù)產(chǎn)品形狀需要，適當(dāng)放大成形R角（圖9），如后續(xù)有整形，可以放大的更多，窗口處成形R角放大后縮頸消除。

⑵壓料面及拉延筋有硬點(diǎn)，對(duì)拉延壓料面進(jìn)行著色研修，著色率達(dá)到80%以上，無(wú)硬點(diǎn)，放大筋槽R角，達(dá)到2.5mm，拉裂、縮頸消除。

圖7 消除拉裂效果圖

圖8 開(kāi)裂位置

圖9 適當(dāng)放大成形R角

結(jié)束語(yǔ)

沖壓門內(nèi)板成形過(guò)程中，拉裂、縮頸是必然存在的，做到以下5點(diǎn)盡量消除制件質(zhì)量缺陷，提升整車質(zhì)量，減少生產(chǎn)自動(dòng)化調(diào)試停臺(tái)次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。

⑴對(duì)同一位置板料拉伸成形的變形量和板料流動(dòng)方向進(jìn)行控制。

⑵平衡風(fēng)窗內(nèi)部與外部的壓料力量，控制內(nèi)外部板料的變形量和流動(dòng)平衡。

⑶控制波浪和褶皺相鄰位置的板料的變形量和先后拉伸順序。

⑷縮小模具在冷熱工況下的壓料間隙及摩擦力的變化程度，穩(wěn)定相對(duì)的模具拉伸條件。

⑸加大模具的成形條件對(duì)板料機(jī)械性能變化的適應(yīng)范圍。