重卡覆蓋件模具調試

倪慧霞，武正祥，史志杰

重卡覆蓋件模具調試

倪慧霞，武正祥，史志杰

（北奔重型汽車集團有限公司，內蒙古 包頭 014000）

文章論述了重卡覆蓋件制作過程中工藝特性及模具調試方案。根據塑性變形理論，從沖壓模具設計結構角度出發，結合生產現場，對重卡覆蓋件模具研修和調試技術進行探討。

工藝方案；拉裂；起皺；工藝切口；模具間隙

引言

我國汽車工業迅猛發展，車型更新換代的速度日新月異。重卡領域中沖壓拉伸件雖符合一般成形規律，但對強度、剛度、抗疲勞性等要求更嚴格，在實際生產過程中沖壓件會產生各種缺陷，如：毛刺大、彎曲回彈、起皺、局部變薄、開裂等，直接影響駕駛室焊接質量。由于模具制造過程中，受到設計師水平、模具加工及鉗工裝配技術水平等諸多因素的影響，所制成模具與理想狀態的模具使用有一定的差距，因此，必須通過優化工藝方案和拉伸模具現場調試及研修才能解決上述問題，最終獲得滿意的制件。

下面以重卡車身外板為例，進行分析。

1 重卡車身外板的工藝流程

材料：鋼板DC04

屈服強度：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。

圖1 重卡駕駛室外板的示意圖

2 拉伸模間隙的調整

拉伸是通過模具對板料施加復雜外力，引發板內出現復雜的應力狀態，板料是否能理想流動，模具間隙至關重要。首先，檢查模具間隙是否均勻，研修的部位主要是在復雜的形狀和局部的凹R圓弧上，也就是數控加工中的死點部位，這些研修的部位對于整個沖壓件質量也是很重要的。

圖1所示的車身外板拉伸模的尺寸較大、形狀較復雜，工裝設計給定的各部位間隙需要現場調試時加以修正。所以鉗工的技能水平也是影響產品質量的關鍵因素，鉗裝調整人員要將型腔間隙調修合適，拉延件的表面質量才能得以保證。

3 起皺與拉裂缺陷消除

3.1 起皺和拉裂產生的原因分析

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

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

-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（見圖2），圖形內的任何一質點均處于彈性變形狀態，圖形軌跡上每一質點均處于塑性狀態。綜合分析起皺因素有以下幾點：

（1）拉伸系數越小，變形程度越大，切向壓應力隨之增加，起皺趨勢增大；

（2）壓邊力越小，越難控制板厚方向的失穩，起皺趨勢增大；

（3）壓邊圈或凹模表面磨損越嚴重，各處壓料力越不均與，越易起皺。

3.2 拉伸工藝凸臺厚度的調整

設置工藝凸臺是拉伸模設計時根據以往經驗，結合模擬仿真分析結果，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力與切向壓應力狀態。

確定流料平衡塊厚度的基本原則：當模具壓料面間隙過大，致使零件的凸緣及側壁嚴重起皺、疊加，使零件產生拉裂時，適當增高工藝凸臺；當壓料面間隙過小，使得板料無法流動或流動速度變慢，零件被拉裂時，適當降低工藝凸臺。當某處局部出現嚴重起皺時，為了強化該部位工藝平臺第二次拉伸功能，輔助以周邊整形間隙做小，就能起到消除成形時起皺的效果。

3.3 局部拉延筋的調整

拉延筋的目的是減少材料流動性、降低材料流速及增加進料阻力。

3.3.1拉延筋設置的原則

（1）要保證與料片流動方向垂直，在容易起皺的部位設置拉延筋；

（2）要在拉延深度小、進料阻力小的部位設置拉延筋，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置拉延筋或降低拉延筋高度；

（4）拉延筋數量單面一般不超過三排。

3.3.2研修和調試方法

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量，從而減少壓邊面的拉毛和結瘤現象，達到防止產生拉伸時開裂和起皺的目的。

3.4 拉伸時正確的潤滑

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

好的潤滑條件，可以發揮傳力區的變形潛力來補償不均勻性，既能提高傳力區的承載能力，又能促進整個變形區順利進行塑性變形。

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，或者局部盒型件拉伸時，如圖一的兩個后窗洞，拉延時必須依靠凸模反成形來形成，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）工藝切口的設置要保證覆蓋件不會由于拉應力過大而產生徑向撕裂，必須放在拉應力最大的窗口圓角處。

（2）切口的數量、大小應保證零件各處材料變形趨于均勻，由原來的強區變為相對減弱，使板料變形區由外部相對向內部轉移。

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。沖切的行程及多個沖切模塊的高低尺寸有時要多次調整才可達到最佳狀態。

圖3 駕駛室外板前擋風窗口工藝切口

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

5 結束語

拉伸模調試過程，會遇到各種各樣的問題，影響因素很多，只要我們以問題為導向，采取科學的研修和調整方法，如均勻的間隙、合理的拉延筋、適當的工藝切口及良好的潤滑等手段，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有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.18.065