一種提升發動機罩內板材料利用率的新型工藝方案

張羅 徐蓉

摘 要：本文介紹了一種提高發罩內板材料利用率的拉延模具結構，通過改善傳統拉延工藝，優化工藝補充面，在拉延模上增加上壓料板控制材料流動，實現發罩內板類似開口拉延的工藝，從而達到提高材料利用率的目的。

關鍵詞：發動機罩內板;材料利用率;新型模具結構

1 引言

在汽車制造行業，行業競爭越發激烈，提高材料利用率是企業為了降低成本從而提高價格競爭力而采取的最為有效的方法之一，提高材料利用率可以直接降低單件沖壓件的成本。

2 傳統工藝和模具結構介紹

傳統發動機罩內板的拉延工藝為周圈做工藝補充，通過工藝補充得到平順的壓邊圈平面（圖1）。為保證發動機罩內板強度，材料需延展充分，減薄率需大于3%、拉延結束后材料不能流進壓邊圈的拉延筋以內，發動機罩內板拉延傳統工藝使用的是弧形料。該工藝經過Autoform R6軟件分析后，延展充分，無起皺開裂（圖2）。

傳統發動機罩內板拉延模具一般由凹模、凸模、壓邊圈三部分組成，凹模是完整的鑄造體（圖3），被鎖附在機床上滑塊上，凸模被鎖附在機床的下工作臺面上，壓邊圈被壓力機下臺面的頂桿頂起，沿凸模或下模座導板滑動。

在拉延過程中，凹模下行接觸壓邊圈將板料壓緊，然后凹模和壓邊圈一起下行，板料接觸凸模后，板料逐漸成型，凹模和壓邊圈到底后，拉延結束。

3 優化工藝和模具結構介紹

新型工藝采用的工藝方法與傳統工藝不同，發動機蓋內板弧口位置工藝補充不需要與其他部分同等高度，該部分采用壓料板直接壓料的方式（圖4），拉延模具的凹模除了整體鑄造的本體外，增加了一個由氮氣彈簧提供壓料力的壓料板，用于控制發動機罩內板弧口處的板料流動。

在拉延過程中，上壓料板隨凹模一起沿機床上滑塊運動方向向下運行，圖示壓邊圈行程為150mm，壓料板行程為70mm（圖5），凹模首先與壓料板接觸，將板料壓緊，此位置為壓邊圈行程開始點，因壓邊圈壓料面無較大起伏，板料在被壓緊后不會起皺變形。當凹模與壓邊圈一起繼續下行到距離運動結束位置70mm處時，上壓料板依靠氮氣彈簧提供的壓料力開始壓緊發動機罩內板弧口位置處板料，此后板料周圈將全部被壓緊，模腔內部板料開始延展成型直至拉延結束。該工藝經過Autoform R6軟件分析，延展充分，無起皺開裂（圖6），和傳統方案的分析結果相當。

4 材料利用率對比

傳統工藝發動機罩內板弧口位置的工藝補充深，圓角大，補充面的立面拔模角大（補充面截面線如圖7線條2所示），該拉延工藝所得到最高材料利用率為64.13%。優化后的拉延工藝，在弧口位置通過壓料芯提供壓料力，工藝補充無需延伸到壓邊圈法蘭面上，工藝補充面淺（補充面截面線如圖7線條1所示），減少工藝補充面的材料浪費，優化后的拉延所得到最高材料利用率為67.88%，相對于傳統拉延工藝提高了3.75%。

5 結語

通過在發動機罩內板拉延模弧口位置增加壓料芯，可以減少該位置的拉延深度，減少工藝補充，進而減小坯料大小，提高該零件的材料利用率。本方法為在沖壓方向上拉延深度相差較大的零件提供了提高材料利用率的思路。

參考文獻

[1]徐國慶.材料利用率控制方法的探討[J].模具技術.2014

[2]周理德，王健，江克洪，孟宇軒.機蓋內外板材料利用率提升方案[J].時代汽車.2018.

作者簡介：

張羅（1991-），男，漢族，湖北襄陽，沖壓工藝/助理工程師，本科，東風柳州汽車有限公司，沖壓方向。

徐蓉（1990-），女，漢族，湖北應城，沖壓工藝/助理工程師，本科，東風柳州汽車有限公司，沖壓方向。