倪慧霞，武正祥，史志杰

重卡覆蓋件模具調(diào)試

倪慧霞，武正祥，史志杰

（北奔重型汽車集團(tuán)有限公司，內(nèi)蒙古 包頭 014000）

文章論述了重卡覆蓋件制作過(guò)程中工藝特性及模具調(diào)試方案。根據(jù)塑性變形理論，從沖壓模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)角度出發(fā)，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)重卡覆蓋件模具研修和調(diào)試技術(shù)進(jìn)行探討。

工藝方案；拉裂；起皺；工藝切口；模具間隙

引言

我國(guó)汽車工業(yè)迅猛發(fā)展，車型更新?lián)Q代的速度日新月異。重卡領(lǐng)域中沖壓拉伸件雖符合一般成形規(guī)律，但對(duì)強(qiáng)度、剛度、抗疲勞性等要求更嚴(yán)格，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中沖壓件會(huì)產(chǎn)生各種缺陷，如：毛刺大、彎曲回彈、起皺、局部變薄、開(kāi)裂等，直接影響駕駛室焊接質(zhì)量。由于模具制造過(guò)程中，受到設(shè)計(jì)師水平、模具加工及鉗工裝配技術(shù)水平等諸多因素的影響，所制成模具與理想狀態(tài)的模具使用有一定的差距，因此，必須通過(guò)優(yōu)化工藝方案和拉伸模具現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及研修才能解決上述問(wèn)題，最終獲得滿意的制件。

下面以重卡車身外板為例，進(jìn)行分析。

1 重卡車身外板的工藝流程

材料：鋼板DC04

屈服強(qiáng)度：τb在130～210MPa

料厚：鋼板1mm。

駕駛室外板所采用的工藝方案為：

下料----拉伸成型----切邊及沖切窗口----翻邊整形----檢驗(yàn)。

圖1 重卡駕駛室外板的示意圖

2 拉伸模間隙的調(diào)整

拉伸是通過(guò)模具對(duì)板料施加復(fù)雜外力，引發(fā)板內(nèi)出現(xiàn)復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，板料是否能理想流動(dòng)，模具間隙至關(guān)重要。首先，檢查模具間隙是否均勻，研修的部位主要是在復(fù)雜的形狀和局部的凹R圓弧上，也就是數(shù)控加工中的死點(diǎn)部位，這些研修的部位對(duì)于整個(gè)沖壓件質(zhì)量也是很重要的。

圖1所示的車身外板拉伸模的尺寸較大、形狀較復(fù)雜，工裝設(shè)計(jì)給定的各部位間隙需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)加以修正。所以鉗工的技能水平也是影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，鉗裝調(diào)整人員要將型腔間隙調(diào)修合適，拉延件的表面質(zhì)量才能得以保證。

3 起皺與拉裂缺陷消除

3.1 起皺和拉裂產(chǎn)生的原因分析

板料成形時(shí)，材料可以近似地認(rèn)為處于平面應(yīng)力狀態(tài)，即平板的厚度方向由于壓縮力、剪切力、板內(nèi)的彎曲力等外力的壓縮成分，如果壓應(yīng)力大于等于材料的穩(wěn)定極限，平板便會(huì)起皺。

如圖1車身后圍零件，局部拉伸高度超過(guò)300mm，按照經(jīng)驗(yàn)估算拉伸系數(shù)，拉伸難度極大。由于該零件形狀復(fù)雜且料厚，在成形過(guò)程中容易起皺而且難以控制。工件拉伸時(shí)，其邊緣部分的切向壓應(yīng)力遞次增大，使最外邊緣材料失去穩(wěn)定，部分起拱后而形成起皺，起皺的方向與壓應(yīng)力的方向垂直。從理論機(jī)理來(lái)分析，完全符合屈雷斯加屈服準(zhǔn)則。

-σr+σr-σθ（-σS，-σS ）（σS，σS）+σθ

圖2 屈雷斯加屈服軌跡

屈雷斯加屈服軌跡為一六邊形（見(jiàn)圖2），圖形內(nèi)的任何一質(zhì)點(diǎn)均處于彈性變形狀態(tài)，圖形軌跡上每一質(zhì)點(diǎn)均處于塑性狀態(tài)。綜合分析起皺因素有以下幾點(diǎn)：

（1）拉伸系數(shù)越小，變形程度越大，切向壓應(yīng)力隨之增加，起皺趨勢(shì)增大；

（2）壓邊力越小，越難控制板厚方向的失穩(wěn)，起皺趨勢(shì)增大；

（3）壓邊圈或凹模表面磨損越嚴(yán)重，各處壓料力越不均與，越易起皺。

3.2 拉伸工藝凸臺(tái)厚度的調(diào)整

設(shè)置工藝凸臺(tái)是拉伸模設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合模擬仿真分析結(jié)果，增加的工藝手段。它的作用是消化材料的局部堆積，平衡板料所受的徑向拉應(yīng)力與切向壓應(yīng)力狀態(tài)。

確定流料平衡塊厚度的基本原則：當(dāng)模具壓料面間隙過(guò)大，致使零件的凸緣及側(cè)壁嚴(yán)重起皺、疊加，使零件產(chǎn)生拉裂時(shí)，適當(dāng)增高工藝凸臺(tái)；當(dāng)壓料面間隙過(guò)小，使得板料無(wú)法流動(dòng)或流動(dòng)速度變慢，零件被拉裂時(shí)，適當(dāng)降低工藝凸臺(tái)。當(dāng)某處局部出現(xiàn)嚴(yán)重起皺時(shí)，為了強(qiáng)化該部位工藝平臺(tái)第二次拉伸功能，輔助以周邊整形間隙做小，就能起到消除成形時(shí)起皺的效果。

3.3 局部拉延筋的調(diào)整

拉延筋的目的是減少材料流動(dòng)性、降低材料流速及增加進(jìn)料阻力。

3.3.1拉延筋設(shè)置的原則

（1）要保證與料片流動(dòng)方向垂直，在容易起皺的部位設(shè)置拉延筋；

（2）要在拉延深度小、進(jìn)料阻力小的部位設(shè)置拉延筋，保證里高外低，阻力由小變大；

（3）在圓弧及拉延深度大的部位不設(shè)置拉延筋或降低拉延筋高度；

（4）拉延筋數(shù)量單面一般不超過(guò)三排。

3.3.2研修和調(diào)試方法

可以增加或降低拉深筋的高度；研修拉深筋的形狀或圓角；增加或去掉拉深筋的數(shù)量，從而減少壓邊面的拉毛和結(jié)瘤現(xiàn)象，達(dá)到防止產(chǎn)生拉伸時(shí)開(kāi)裂和起皺的目的。

3.4 拉伸時(shí)正確的潤(rùn)滑

在工件拉伸過(guò)程中，邊界摩擦條件比較惡劣，這種摩擦出現(xiàn)在高壓、低速和潤(rùn)滑劑粘度小的情況。這不僅使拉伸系數(shù)增大，拉伸力增加，而且會(huì)磨損、刮傷模具和工件表面。故此，采用專用的沖壓拉伸潤(rùn)滑油是必備的。

好的潤(rùn)滑條件，可以發(fā)揮傳力區(qū)的變形潛力來(lái)補(bǔ)償不均勻性，既能提高傳力區(qū)的承載能力，又能促進(jìn)整個(gè)變形區(qū)順利進(jìn)行塑性變形。

4 消除拉裂的工藝措施

4.1 增加工藝切口

在一次成形中當(dāng)需要在零件的中間部位上成形出深度較大的局部突起鼓包時(shí)，或者局部盒型件拉伸時(shí)，如圖一的兩個(gè)后窗洞，拉延時(shí)必須依靠凸模反成形來(lái)形成，并且在后道工序切除底部。

4.2 工藝切口的作用和布置原則

（1）工藝切口的設(shè)置要保證覆蓋件不會(huì)由于拉應(yīng)力過(guò)大而產(chǎn)生徑向撕裂，必須放在拉應(yīng)力最大的窗口圓角處。

（2）切口的數(shù)量、大小應(yīng)保證零件各處材料變形趨于均勻，由原來(lái)的強(qiáng)區(qū)變?yōu)橄鄬?duì)減弱，使板料變形區(qū)由外部相對(duì)向內(nèi)部轉(zhuǎn)移。

4.3 工藝切口的制法

一般采用在拉深模中鑲嵌沖切模塊的辦法，切割材料與工件本體不完全分離。沖切的行程及多個(gè)沖切模塊的高低尺寸有時(shí)要多次調(diào)整才可達(dá)到最佳狀態(tài)。

圖3 駕駛室外板前擋風(fēng)窗口工藝切口

圖3所示為重卡車身外板前擋風(fēng)窗口工藝切口的位置及尺寸，其中r=50—65，成形結(jié)束后，切口寬度最大為18mm。由此可知，該處形成高度（H=20）的55%-65%來(lái)自內(nèi)部翻邊變形，可見(jiàn)工藝切口對(duì)材料的補(bǔ)充極其重要，采用工藝切口就取得了良好的效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

拉伸模調(diào)試過(guò)程，會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，影響因素很多，只要我們以問(wèn)題為導(dǎo)向，采取科學(xué)的研修和調(diào)整方法，如均勻的間隙、合理的拉延筋、適當(dāng)?shù)墓に嚽锌诩傲己玫臐?rùn)滑等手段，就可取得事半功倍的效果。

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Heavy Truck Cover Mould Debugging

Ni Huixia, Wu Zhengxiang, Shi Zhijie

( Bei Ben Heavy Vehicle Group Co., Ltd., Inner Mongolia Baotou 014000 )

This paper discusses the process characteristics and mold debugging schemes in the process of making heavy-duty cover parts. According to the theory of plastic deformation, from the perspective of stamping die design structure, combined with the production site, the training and debugging techniques of heavy-duty card cover molds are discussed.

Process plan; Cracking; wrinkling; Process incision; Die gap

U464

A

1671-7988(2019)18-192-03

U464

A

1671-7988(2019)18-192-03

倪慧霞，就職于北奔重型汽車集團(tuán)有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.18.065