翼子板拉伸模首件著色率提升方法

周曉松

（一汽模具制造有限公司,吉林長春130011）

1 引言

近年來，中國汽車產業正在發生巨變，不斷有新型企業涌入汽車行業，使行業競爭異常激烈。這股造車新勢力的涌入，催發了汽車企業的變革，使汽車企業在產品開發上，不斷出新。開發新車需要3~5年時間，如果在共享平臺的情況下，一年時間就能完成。因此，縮短模具的交付周期是汽車企業今后的潮流，從而也會在激烈的市場競爭中取得戰略優勢。

一般國內汽車覆蓋件模具制造周期都較長，尤其是調試周期，少則3~6月，多則1年以上，過長的模具調試周期，給模具造成成本的增加。調試周期的前端工作是研配制件著色，這一工作占用調試周期的時間較長。只有提高首件制件著色率，才能有效的縮短模具制造周期。

2 制件介紹

翼子板是汽車外覆蓋件的重要組成部分之一，因形狀似鳥翼而得名。由于翼子板形狀大小相對其它外覆蓋件較小，客戶考慮到降低成本和工藝特性等因素，在模具制造環節中幾乎都是成雙出現。成雙一般拉伸有兩種形式：一種是單槽（見圖1），一張板料拉伸成形，后序切割分開；另一種是雙槽（見圖2），兩張板料拉伸成形。本案例是常見的前翼子板雙槽拉伸成形。

圖1 翼子板拉伸單槽

圖2 翼子板拉伸雙槽

3 提升翼子板首件制件著色率方法

3.1 對應壓機型號撓度變形補償

壓機工作過程中，受力的影響，壓機彎曲變形，從而這一受力變形會傳導到模具中，也使其模具彎曲變形。并且壓機彎曲變形跟壓機的噸位大小和使用年限保養的狀態是分不開的。根據每臺壓機的噸位大小和使用年限保養的狀態，都會導致壓機撓度變形值不一樣。這就需要模具對照壓機的型號，根據它的撓度變形值來補償加工數據壓機撓度變形量值。壓機撓度變形補償范圍按照凸模輪廓線范圍確定，壓機撓度變形補償中心是壓力機中心，方向是壓力機坐標系Z向。獲得補償后的模具型面，可抵消壓機撓度變形對模具的影響，大幅減少模具調試時的手工研修量。通過圖3和圖4對比可以看出，針對同一制件，不同壓機做的壓機撓度值是不一樣的。

圖3 翼子板在壓機型號1撓度補償示意圖

圖4 翼子板在壓機型號2撓度補償示意圖

3.2 翼子板強壓和空開區域規劃

翼子板在外覆蓋件中較小，部位區域劃分卻很多。它有燈口區、刀把區、拳頭區、棱線區、輪口區還有非A面的搭接區。通過這些部位區域的劃分，規劃出強壓區、空開區、過渡區和基礎區能夠有效的降低面品缺陷的風險，保持制件的穩定和減少調試的研配工作量。

（1）凸模規劃。

在精細模面的設計規劃中，一般是凸模作為基準，在凸模的基礎上只是簡單的對凹R進行讓空處理。由于拉伸在成形過程中，凸型起到成形作用，凹R是不起作用的，為了保證凹R不影響與制件服帖干涉，對車身可視面的凹R采用重構設計處理，凹R空開量是0.3~0.5mm。車身非可視面采用負余量加工，也就是沿Z軸平移,數控降刀加工。凹R空開量是0.5mm，圖5所示為凸模規劃示意圖。

圖5 凸模規劃示意圖

（2）壓料圈規劃。

壓料圈要素包括壓料筋、壓料面。壓料面分為外壓料面和內壓料面。朝向制件中心方向為內，反方向為外。以筋為界，筋的外側定義為外壓料面，筋的內側定義為內壓料面也叫管理面。在壓料圈壓料工作中，板料向凸模一側流動，在流動過程中，管理面壓料強度會衰減，所以壓料面的規劃原則是“里緊外松”。圖6所示為壓料圈規劃圖，內側第一層筋的管理面做強壓和第二層筋的管理面強壓需要有0.02mm的斷差保證里緊。外松是第二層筋的外側延形10mm正常料厚值，同時再延形80mm做過渡，以外做空開。通過圖7所示規劃后現場壓料面首件著色圖可以看出，壓料面首件著色率達到90%以上。

圖6 壓料圈規劃圖

圖7 規劃后現場壓料面首件著色圖

（3）凹模規劃。

凹模規劃是規劃當中重中之重，原因是幾乎所有強壓和空開方案都集中在凹模上，并且研配大量工作也集中在凹模。強壓的原則是關鍵面：RPS點位置、A面重要位置和搭接面。空開原則是非關鍵面：工藝補充面、非成形功能面。圖8所示為凹模規劃示意圖，首先，翼子板主棱線和副棱線區，延棱線兩側5mm進行強壓，10mm過渡到基礎區。A面區的制件邊界周圈延形40mm做強壓區，10mm過渡到基礎面區，非A面搭接區做強壓，例如安裝孔，涂膠面等。凹模側壁以及凹形在拉伸成形過程中不參與成形，為避免制件服帖干涉，對其進行空開處理。工藝補充區在模具合模過程中，往往是干涉面積最大，調試研配工作最多的區域，但是，此區域又承載著拉伸成形的作用，所以，對其較小負余量0.15mm空開，既能保證拉伸成形穩定，又能避免A面區域著色不好問題。通過圖9所示規劃后現場拉伸件首件著色圖可以看出，首件著色率達到90%左右。

圖8 凹模規劃示意圖

圖9 規劃后現場拉伸件首件著色圖

3.3 針對模擬分析減薄，設計加工數據強壓值

在傳統模具制造中，上下模具型面間隙，按照制件成形前初始板料厚度來設計，而模具拉伸成形中，板料厚度會出現減薄現象。這就導致模具閉合后模具型面與板料無法貼合，極易產生面品質量缺陷。為了達到模具型面與板料貼合更緊密，通過圖10所示板料減薄值分布對翼子板凹模規劃補償減薄值。

圖10 板料減薄值分布

3.4 結構強度對制件著色的影響

提升制件著色不僅僅是精細模面設計要做的工作，結構設計也是提升制件著色率的重要環節之一。在沖壓過程中，結構的強度也會影響制件著色的好壞。結構強度弱，模具在沖壓過程中會產生變形，上下模面間隙值大于一個料厚值，實際壓料壓不實，首先保證在結構設計時，加強受力點的結構強度，通過圖11所示底板加強筋分布示意圖，可以看出模具底板需要受力的位置，加強了結構筋的分布，這樣會有效的加強模具結構強度，減輕或消除結構強度對制件穩定性的影響。圖12所示為壓料圈打桿分布示意圖，可以看出壓料圈的打桿需要均勻和密集的分布在壓料強壓區上，避免受力不均勻導致強壓失效壓不實。通過以上分析受力點的位置加強結構強度，能夠有效的保證精細模面工作的有效性。

圖11 底板加強筋分布示意圖

圖12 壓料圈打桿分布示意圖

4 結束語

本文系統地介紹了如何通過一些技術手段來提高翼子板拉伸工序首件著色率：

（1）如何對應壓機型號撓度變形補償，來減輕或消除不同型號的壓機對制件撓度變形的影響。

（2）通過在凸模、壓料圈和凹模規劃出強壓區、空開區、過渡區和基礎區，保證制件的穩定，降低面品缺陷和減少調試的研配工作量。

（3）運用AutoForm模擬板料減薄，設計加工數據強壓值，使模具型面與板料貼合更緊密，著色更好和減少調試的研配工作量。

（4）加強結構強度，減輕或消除結構強度對制件穩定性的影響，實現精細化模面工作的有效性。