側圍門洞內分模線對拉延成形的影響

文/王朋，姜長富，李艷·一汽-大眾汽車有限公司成都分公司

沖壓模具作為冷沖壓生產的重要載體，其在生產中的穩定性，對制件的質量、生產成本以及生產效率有著重要的影響。隨著轎車市場競爭的日益激烈，各個汽車生產廠家都把提高生產效率、降低生產成本作為一項主要的工作任務，本文主要介紹一汽-大眾某車型側圍外板模具拉延穩定性的優化過程。

在批量的生產過程中，模具連續的拉深成形，導致板料在流動過程中與模具壓料面之間摩擦生熱，由于熱脹冷縮造成凸凹模之間的間隙減小，增大板料的流動阻力，從而導致板料的流動速度發生變化。由于該模具門洞位置的分模線位置設置不合理，導致在拉延成形過程中板料敏感位置處于失控狀態，加劇了模具的不穩定性，造成制件B 柱立面和法蘭邊交替出現縮頸、開裂的問題。通過此次對分模線位置的更改，使板料在成形過程中一直處于受控狀態，確保模具拉延成形的穩定性，解決了零件B 立面和法蘭邊位置出現縮頸、開裂的問題。希望通過此案例可以給大家在調試過程中提供參考和借鑒。

問題描述

一汽-大眾某車型側圍外板制件B 柱立面和法蘭邊交替出現縮頸、開裂問題，平均月停臺時間178分鐘，平均月廢返品造成損失49852 元，再加上生產過程中壓機的動能浪費、模修人員調試和生產人員備模的工時浪費等等。此問題已經嚴重制約了車間的生產效率和降成本的要求。圖1 為制件B 柱立面開裂，圖2 為制件B 柱法蘭邊開裂。

圖1 側圍B 柱立面開裂

圖2 側圍B 柱法蘭邊開裂

當零件立面出現開裂時，說明成形過程中板料流入量不夠，需要增加板料的流入量。對應的方法為平衡塊墊高、增加潤滑或者減小下氣墊的壓力；當零件法蘭邊開裂時，說明成形過程中板料A、B 兩處流入過快，且走料速度不一致（A 處＞B 處或者A 處＜B處）。對應的調試方法為平衡塊降低或者增大下氣墊的壓力，保證A—B 之間壓料面的壓料力足夠。所以，零件此位置立面開裂和法蘭邊開裂是兩個矛盾體，在調整零件立面開裂時，平衡塊墊高會導致A、B 位置板料流入速度加快，造成法蘭邊開裂；同時調整法蘭邊開裂時將平衡塊降低，又會導致零件立面出現開裂問題。模具的穩定性不受控，很難找到平衡點，如圖3 所示。

原因分析

圖3 側圍B 柱門洞內構成和A、B 走料情況

產品造型R 角太小，影響該位置板料的流動，此位置與后續工藝有一定的匹配要求，所以無法對產品造型進行更改；板料的機械性能參數狀態不穩定，更換板料時導致頻繁調試（每拍板料500 張，每批次生產需要更換5 次板料），所使用蒂森板料為德國進口板料，機械性能優化難度較大，短期內也無法實現；凸模與門洞內壓邊圈分模線設置不合理，導致標識位置板料在成形過程中一直處于失控狀態（拉深高度為190mm，成形初期，門洞內壓邊圈在下氣墊的作用下頂起190mm，而成形的關鍵位置卻在整個拉伸過程中處于失控狀態），屬于模具工藝問題，可以通過數據模擬，根據模擬效果確認模具分模線需更改的合理位置（圖4）。

圖4 側圍B 柱門洞內拉延模擬圖

整改措施

根據拉延模擬情況，更改門洞內分模線位置，將凸模位置的分型面成形部位分給壓邊圈進行成形，使板料在成形過程中時刻處于受控狀態，如圖5 所示。

整改過程

⑴根據模擬情況，確認凸模分模線的位置，對凸模輪廓位置數控加工空開，如圖6 所示。

圖5 側圍B 柱門洞內分模線更改圖

圖6 凸模加工空開

⑵考慮到壓料面整體從下至上進行燒焊加寬，焊接量過大，花費時間較長，且焊接變形太大，因此對該處壓料面位置制作鑲鍵，僅對表面進行燒焊，從而縮短整改時間，減少焊接變形。鑲鍵嵌入模具基體內，并在下端增加支撐，可承受成形力，使用6×M16 的螺釘進行緊固，確保支撐的強度，如圖7 所示。

⑶對壓料面鑲鍵位置進行燒焊。為保證鑲鍵表面與原壓料面無接縫，對原壓料面整體降銑5mm，整體進行堆焊。焊條選用86FN 鑄鐵焊條，焊接前進行100 ～200℃預熱，焊接時采用短焊道30 ～50mm，并進行充分錘擊，消除焊接殘余應力。焊接過程中，注意控制好焊接位置的溫度，確保一次性完成焊接工作，中途不能長時間停息，防止冷卻后再次焊接造成剝離現象。

圖7 壓料面制作鑲鍵

圖8 壓料面鑲鍵位置焊接

圖9 凹模壓料面制作基準

圖10 壓料面著色研修

⑷凹模壓料面對應位置進行研修，去掉臺階，研修光順后作為基準，如圖9 所示。

⑸檢查測量凹模壓料面與下模壓邊圈之間的間隙，根據著色情況，以凹模壓料面為基準對下模壓邊圈燒焊位置進行研修，確保該位置著色均勻，如圖10 所示。

整改后效果

通過此次整改調試，模具的穩定性明顯提高，因此問題造成的停臺時間和廢返品基本消除，停臺時間減少了84%，由于縮頸開裂造成的廢返品損失下降了92%，達到預期的效果。

結束語

通過此次對大眾速騰車型側圍外板模具分模線的更改，驗證了拉延模在成形過程中分模線的位置對制件成形的影響，對后續在模具工藝設計時分模線位置的設置具有一定的參考價值，同時也給以后解決同類問題提供了新的思路和方向。