汽车覆盖件拉深分析及控制措施

1、汽车覆盖件拉深分析及控制措施、引言众所周知，汽车车身是由许多外形尺寸较大且型面起伏复杂的覆盖件焊接而成。对车身覆盖件的尺寸精度与表面质 量要求较高。要求表面平滑、棱线清晰，不允许有波纹、皱 褶、拉痕、裂纹等缺陷，此外还要求具有足够的刚性和尺寸 稳定性。拉深模则是拉出合格零件的关键。在拉伸过程中容 易出现起皱、开裂等现象，模具调试过程中需要浪费大量的 人力、物力和财力。所以如何解决好覆盖件在拉伸过程中出 现的各类问题，一直以来都是冲压工艺人员孜孜以求、不断 探寻的目标。为此从编制冲压工艺方案到模具设计都必须认 真考虑，必要时利用 CAE （计算机辅助工程）技术对拉延工 序进行冲压成形过程模拟分析

2、，提前对产品可能出现的成形 缺陷进行研究，提高产品工艺补加设计的合理性，并采取有 效措施，最大限度的避免上述现象产生。、拉深件加工工艺方案的确定冲压工艺方案制定是根据零件的特点制定出合理的加工方法，应做到产品高质量，生产高效率和材料低消耗。只 有设计出一个合理的工艺方案，才能保证零件在拉深过程中 质量稳定，不起皱、不开裂。在工艺方案设计时要考虑冲压 方向、冲压内容、压料面形状、拉延筋的形状及布置，合理 地增加工艺补加部分，同时还要为后序切边、翻边等工序创 造有利条件。1. 冲压方向的确定 对于拉延模具而言，冲压方向不但决定能否拉深出满意的零件，而且还影响到工艺补加部分的多少和压料面的形 状。要

3、求模具型面无闭角，凸模能够进入凹模；开始拉延时 凸模与毛坯的接触面积尽可能大，位置尽可能居中，压料面 各部分进料阻力要均匀可靠。2. 合理增加工艺补加 覆盖件大多形状不规则，很难满足拉延成形工艺的要求。为了实现拉深，避免出现波纹皱褶及裂纹，便于后续工 序加工，往往要在工件的基础上增加工艺补加部分，从而达 到满意的拉深效果。例如，绝大多数非封闭形状的零件都要 补成封闭形状，以利于材料的流动，既能增加零件的刚性， 又能保证零件在拉深过程中不出现皱褶等现象。合理的工艺 补加应满足以下 3 方面的要求：1）工艺补加不仅要保证零件的成形质量，还有良好的工艺性，便于成形。 （ 2）工艺补加应保证压料面平缓

4、，避 免出现大的落差。 （ 3）工艺补加应便于后续的切边和翻边工 序。更多的工艺补加就是为了零件的切边和翻边而增加的。设计中应根据切边线的位置确定工艺补加部分的尺寸，特别是凹模圆角 R 处，直接关系到拉深件的起皱或开裂，所以取 值要合理。3. 压料面形状的确定压料面有两种情况：一种压料面就是覆盖件本身的一部 分；另一种是由工艺补充部分补充而成。压料面就是覆盖件 本身的一部分时，由于形状是既定的，为了便于拉深，其形 状要做局部修改，如加大覆盖件圆角半径，后序工序增加整 形工序以达到覆盖件尺寸精度的要求。若压料面是由工艺补 充部分补充而成，则要在拉深后切除。4. 拉延筋（槛）的设计拉延筋（槛）在冲

5、压成形过程中主要是增加进料力，使 拉深件表面承受足够的拉应力，提高拉深件的刚度。传统设，拉延筋与凹模圆角的尺寸都是固定数值，根据经验来 设计，然后在模具调整过程中通过打磨调整拉延筋几何参数 使零件顺利成形。三、零件开裂和起皱现象的解决方法1.零件开裂开裂的根本原因在于拉深变形抗力大于筒壁开裂处材 料的实际有效抗拉强度。相对皱褶而言，零件开裂解决起来 比较简单一些。常用解决拉深件开裂的方法如下：1）降低压边力。但过小的压边力容易导致材料失稳而出现波纹或皱褶，因此在调整压边力时要边调整边检查零件的表面。（2）调整拉深间隙。使间隙变大，变得均匀，可 通过调整破裂处的承压块高度来实现局部间隙小的现象。

6、（3）加大凹模圆角半径 R。（4）适当增大凸模的圆角 提高模具表面的光洁度。 （ 6）改变毛坯尺寸或形状。毛坯尺 寸过大或形状不当，会使压边面积增加，这样就容易引起零 件开裂。（7）涂抹润滑剂。润滑剂在拉深过程中的作用是减小材料与模具之间的摩擦，降低引伸力。（ 8）增加工艺切口 或冲工艺孔。拉深较深的零件易拉裂，可增加工艺切口或工艺孔，使容易破裂的区域从变形区内部得到材料的补充。工艺切口或 工艺孔必须放在拉应力最大部位，在切边线以外，以便在切 边工序时能够切除。造成零件开裂的原因很多，在调整时应仔细检查开裂状况、产生的部位，根据具体情况推断产生开裂的原因，从而 制定出解决开裂的具体方案。2.零

7、件起皱 零件起皱的原因非常复杂，因而，零件褶皱的消除一般要难于零件裂纹的消除，是冲压工艺中最难解决的问题之般从以下几方面来消除： 1）调整压边力的大小。当皱纹在制件四周均匀产生时，应判断为压料力不足，逐渐加大压料力即可消除皱纹。2）调整凹模圆角半径。适当减小凹模圆角半径，以增加进料阻力，防止材料产生皱褶。3）合理布置拉延筋。零件起皱主要是切向压应力超过了板料临界压力引起。布置拉延筋可以增加板料的拉应 力，从而减小和阻止钢板起皱。4）调整压料面的间隙a）采用里紧外松的原则。 在凹模口直线弯曲变形区和伸长变形区应允许压料面稍有里紧外松现象。b）通过调整承压块的高度来调整间隙。这种方法较上述方法简单

8、，但在实际生产中比较常用。5）增加工艺凸包。起皱现象一般都是由于没有或无法控制料的流动，造成局部材料流动过快堆积而成的。可以 根据皱褶的特点， 判断材料的流向， 哪个方向的料流动过快， 即可在料流动的初始点增加凸包或凹坑，以增加此处的流 量，避免料的堆积出现皱褶。（6）调整压力机。压力机气垫的平行度超过1mm，就会影响零件的成形，在调试前一定要检查压力机气垫的平行 度。四、总结 在调试拉深模时，若第一次试拉时件又皱又裂，必须仔细研究，将件拉到一半深，观察压料面的情况，分析各种引 起皱裂的原因。如果压料面有压痕，凹模圆角半径处开裂， 说明进料困难；如果压料面形成波纹，则开始进料容易，以 后由于波

9、纹的产生，材料流动困难，从而产生起皱开裂，也 就是说在拉深过程中，材料流动的难易，都会引起拉深件的 起皱和开裂，那么不同的情况就要用不同方法去解决。进料困难一般是由于压料面的进料阻力太大。如果压料面和凹模圆角表面粗糙度值太高，局部拉深太大，就要减小 压边力，适当加大凹模圆角，降低表面粗糙度值和加大拉深 筋槽的间隙。如果局部拉深变形太大，则要采取增加工艺切 口或工艺孔的方法解决。进料容易主要是由于压料面的进料阻力太小，压料面接触不好，或设计的拉深件工艺性较差所致。如果是压料面问 题则要求研修压料面，保证全面接触，增加压边力或增加压 边面积。以上仅是从覆盖件工艺方案设计以及拉深模调整几个方面讨论了如何防止或解决覆盖件的拉深皱裂问题。覆盖件 拉深模的调整是一项比较复杂和困难的工作，引起拉深件皱 裂的原因很多，其解决方法具体运用起来不应是单纯、孤立 的，但只要对发生的现象仔细研究和分析，不同情况用不同 的方法去解决，就会拉出表面质量好的覆盖件。近年来随着计算机技术的不断发展， CAE （计算机辅助工程）技术目前已经在各大汽车模具厂广泛用于产品模拟分 析，冲压板材成形