汽車模具拉延造型的精細化處理

東風本田汽車有限公司（武漢 430056）馬 列

拉延模具的調試是模具調試中最重要的部分，一般只有在拉延模具調試確認沒有大的問題時，才能對后序模具進行精細化調試，否則一旦拉延模的造型方案發生大的變化，后序的模具也將隨之發生變化。所以如何盡快地完成拉延模具的調試就成為縮短模具生產周期的重中之重。拉延模具的調試大部分的工作都要在壓力機上完成，根據壓力機的不同，每小時的費用一般在200～1200元左右，再加上人工費和材料費及工具使用費、能源費等，拉延模的調試成本非常之高。一般零件的型面基本都是在拉延工序完成，且后序的精確定位大部分要靠拉延型面來實現，這使得對拉延件的品質要求會非常之高。如何在盡量短的時間里花費盡量少的費用生產出高品質的合格拉延零件，就是模具生產中必須面對的問題；這就要求對模具拉延造型必須進行精細化處理，來提高拉延模調試的效率。

1.早期模具生產中拉延造型的制作情況

國內早期的拉延造型一般都是完全按照產品數模來進行編程和加工的。最后在調試階段由模具的調整人員上壓機研配拉延模型面，當時的研配量通常都非常的大，調試的現場到處灰塵漫天，雖然調試人員都佩戴了勞保用品（工作服、防塵口罩、手套等）但是一天下來身上到處都是塵土，工作環境很惡劣。

2.現在模具生產中拉延造型的制作情況

最近幾年，國內大的模具制造廠家都開始關注并實施了模具拉延造型的精細化處理，很多都配置了專門人員進行這方面的工作。但是現在都還處于學習和消化國外先進技術或摸索的階段，至今沒有哪一個廠家能夠形成比較成熟的系統化的標準，距離上升到理論化的高度還有很長的一段路要走。而國內大部分的中小模具制造廠則基本都還沒有這方面的生產實踐，處于早期完全依靠調整人員手工研配拉延模型面來實現產品的階段，這造成了大量的人力和物力的浪費。

3.模具拉延造型精細化處理的作用和效果

拉延造型的精細化處理本質上是模面設計的一個分支，它處在模面設計階段的末端，它的規范和標準更貼近于生產現場。它的目標是在實現產品功能的前提下，盡量提高拉延模研配工作的效率，減少拉延模型面的研配工作時間。精細化水平的高低決定了研配工作的減少程度，高水平的拉延造型精細化處理，至少可以將研配工作時間減少到不做處理時的一半。

4.模具拉延造型精細化處理的技術要點

要做好拉延造型的精細化處理關鍵是制作人員要對拉延序的成型過程及原理和拉延模的研配工作有比較深的造詣，什么地方要研配得很緊，什么地方要研配得稍緊，什么地方要輕微地接觸，什么地方要空開，都要在制作造型前思考清楚，任何一處的誤判都可能會導致研配工作量的增加。每個不同的零件由于形狀的不同都會有不同的拉延造型精細化方案，但是其中還是存在部分通用的規則。下面我們就對部分通用的規則進行一下介紹。

拉延造型一般要做兩個數模，分別為凸模-壓料圈數模和凹模數模，凸模-壓料圈數模為基準數據，一般直接按拉延的工藝數模制作；凹模數模則是精細化處理的主要部分。下面我們借一個實際生產中的案例，對凹模數模的精細化處理來進行一下說明。

如圖1所示為某車型的門外板拉延造型的精細化方案。

A區域表示的是研配時不需要貼合的區域；B區域表示的是研配時輕微接觸的區域；C區域表示的是研配時中等接觸的區域；D區域表示的是研配時重度接觸的區域。

圖1 門外板拉延造型精細化方案

A區域：數模上去除壓料面的拉延補充部分；產品上較大的孔廢料區域；部分產品面積比較大曲率變化很小且依靠凸模成型的面；靠凸模成型且形狀細小不好研配的區域；產品內極易出現開裂的區域附近（頂篷中間部分如圖2所示；發動機罩外板的中間部分）。此區域加工數模比產品數模低。

圖2 頂篷拉延造型的中間區域是空開面

D區域：容易出現凹陷、波紋、變形的區域（門外板門把手部位；左/右側圍外板的門框上部如圖3所示；外板件沿周翻邊的拐角部位）。此區域加工數模比產品數模高，抬高的具體數值要根據缺陷的程度及現場經驗數據進行調整。

圖3 某側圍的局部拉延造型精細化指示圖

C區域：凹模關鍵的反成形區；產品有比較高的公差要求的面（外板件沿周翻邊的平直部位，發動機罩內板的鉸鏈面如圖4所示），此區域加工數模比產品數模略高一點即可。

B區域：其余產品面；壓料面。此區域加工數模按拉延的工藝數模制作這里存在一個問題，可能有人要問，將拉延造型做成不同高度的面，那么面與面之間不是會有臺階嗎？實際上在拉延造型的精細化處理中很重要的一環就是要制作拉延造型數模面之間的過渡區。也就是在不同高度的面之間要依據原來的產品數模面做出過渡區域，這個過渡區域要做在低面的區域內，盡量光順且曲率連續。

圖4 某發動機罩內板拉延造型精細化指示圖

以上對拉延造型在制作階段的大體規律進行了介紹。主要是設計階段的一些經驗，那么如何才能將現場研配結果和理論數據聯系在一起呢？這就需要建立零件研配狀態和不同高度造型面之間的對應關系。這個對應關系每個廠家根據自己的生產實際和生產習慣都會制定適合自己的標準（見圖5）。只有建立了這種對應關系，才能將現場收集上來的數據和拉延造型的精細化數據進行相互的對比驗證。

圖5 某廠家研配程度和造型面之間的關系

5.拉延造型的精細化處理實現的組織形式和流程

由于拉延造型的精細化處理需要多方面的大量的數據支撐，所以模具廠家普遍的做法是單獨設立一個部門或小組來完成這部分工作。這個部門對上游要掌握模具DL圖的拉延造型設計情況，下游要收集類似零件在現場調試的情況如何，中間還要配合編程人員對加工程序的編制。一般的工作順序為當MP的拉延造型制作好后，由該部門按本部門的工作標準制作精細化的拉延造型，之后將造型發到編程進行加工程序的編制，最后當拉延模具裝配完畢上壓機進行第一次調試時，進行數據采集（要和研配人員充分溝通），對本次精細化拉延造型的得失進行分析并記錄，且不斷地對本部門的工作標準進行完善。大體的流程如圖6所示。

圖6 拉延造型精細化處理的工作和反饋流程

6.拉延造型精細化處理今后的發展方向

作為一項具有很高科技含量的新型技術，拉延造型的精細化處理有著廣闊的發展前景，一旦這項技術發展成熟，將極大地提高模具產業的產能，并進而推進國家汽車、機械等行業的發展。但是目前這項技術還很不完善，有很多技術難點沒有被突破，比如如何在拉延造型的精細化制作中很好地將沖壓時壓機的微變形加入其中；如何精確地判斷形狀突起高度的數值；如何通過成形模擬軟件對比不同精細化造型的差別等課題都還沒有得到較好的解決，這極大地制約了模具整個行業的發展。

7.結語

模具拉延造型的精細化處理目前在國內還處于起步階段，但是這項技術已經被幾乎所有的大型模具廠家采用。這證明了它確實對模具的生產有著極大的促進作用。但是絕大部分的小型模具廠家都還沒有采用這項技術，這是一項極大的損失。我寫這篇文章是希望有更多的模具廠家能夠了解這項技術，在生產中采用這項技術，并能夠利用這項技術為國家創造出更多的財富。