汽車模具拉延造型的精細(xì)化處理

東風(fēng)本田汽車有限公司（武漢 430056）馬 列

拉延模具的調(diào)試是模具調(diào)試中最重要的部分，一般只有在拉延模具調(diào)試確認(rèn)沒(méi)有大的問(wèn)題時(shí)，才能對(duì)后序模具進(jìn)行精細(xì)化調(diào)試，否則一旦拉延模的造型方案發(fā)生大的變化，后序的模具也將隨之發(fā)生變化。所以如何盡快地完成拉延模具的調(diào)試就成為縮短模具生產(chǎn)周期的重中之重。拉延模具的調(diào)試大部分的工作都要在壓力機(jī)上完成，根據(jù)壓力機(jī)的不同，每小時(shí)的費(fèi)用一般在200～1200元左右，再加上人工費(fèi)和材料費(fèi)及工具使用費(fèi)、能源費(fèi)等，拉延模的調(diào)試成本非常之高。一般零件的型面基本都是在拉延工序完成，且后序的精確定位大部分要靠拉延型面來(lái)實(shí)現(xiàn)，這使得對(duì)拉延件的品質(zhì)要求會(huì)非常之高。如何在盡量短的時(shí)間里花費(fèi)盡量少的費(fèi)用生產(chǎn)出高品質(zhì)的合格拉延零件，就是模具生產(chǎn)中必須面對(duì)的問(wèn)題；這就要求對(duì)模具拉延造型必須進(jìn)行精細(xì)化處理，來(lái)提高拉延模調(diào)試的效率。

1.早期模具生產(chǎn)中拉延造型的制作情況

國(guó)內(nèi)早期的拉延造型一般都是完全按照產(chǎn)品數(shù)模來(lái)進(jìn)行編程和加工的。最后在調(diào)試階段由模具的調(diào)整人員上壓機(jī)研配拉延模型面，當(dāng)時(shí)的研配量通常都非常的大，調(diào)試的現(xiàn)場(chǎng)到處灰塵漫天，雖然調(diào)試人員都佩戴了勞保用品（工作服、防塵口罩、手套等）但是一天下來(lái)身上到處都是塵土，工作環(huán)境很惡劣。

2.現(xiàn)在模具生產(chǎn)中拉延造型的制作情況

最近幾年，國(guó)內(nèi)大的模具制造廠家都開(kāi)始關(guān)注并實(shí)施了模具拉延造型的精細(xì)化處理，很多都配置了專門(mén)人員進(jìn)行這方面的工作。但是現(xiàn)在都還處于學(xué)習(xí)和消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)或摸索的階段，至今沒(méi)有哪一個(gè)廠家能夠形成比較成熟的系統(tǒng)化的標(biāo)準(zhǔn)，距離上升到理論化的高度還有很長(zhǎng)的一段路要走。而國(guó)內(nèi)大部分的中小模具制造廠則基本都還沒(méi)有這方面的生產(chǎn)實(shí)踐，處于早期完全依靠調(diào)整人員手工研配拉延模型面來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的階段，這造成了大量的人力和物力的浪費(fèi)。

3.模具拉延造型精細(xì)化處理的作用和效果

拉延造型的精細(xì)化處理本質(zhì)上是模面設(shè)計(jì)的一個(gè)分支，它處在模面設(shè)計(jì)階段的末端，它的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)更貼近于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。它的目標(biāo)是在實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的前提下，盡量提高拉延模研配工作的效率，減少拉延模型面的研配工作時(shí)間。精細(xì)化水平的高低決定了研配工作的減少程度，高水平的拉延造型精細(xì)化處理，至少可以將研配工作時(shí)間減少到不做處理時(shí)的一半。

4.模具拉延造型精細(xì)化處理的技術(shù)要點(diǎn)

要做好拉延造型的精細(xì)化處理關(guān)鍵是制作人員要對(duì)拉延序的成型過(guò)程及原理和拉延模的研配工作有比較深的造詣，什么地方要研配得很緊，什么地方要研配得稍緊，什么地方要輕微地接觸，什么地方要空開(kāi)，都要在制作造型前思考清楚，任何一處的誤判都可能會(huì)導(dǎo)致研配工作量的增加。每個(gè)不同的零件由于形狀的不同都會(huì)有不同的拉延造型精細(xì)化方案，但是其中還是存在部分通用的規(guī)則。下面我們就對(duì)部分通用的規(guī)則進(jìn)行一下介紹。

拉延造型一般要做兩個(gè)數(shù)模，分別為凸模-壓料圈數(shù)模和凹模數(shù)模，凸模-壓料圈數(shù)模為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，一般直接按拉延的工藝數(shù)模制作；凹模數(shù)模則是精細(xì)化處理的主要部分。下面我們借一個(gè)實(shí)際生產(chǎn)中的案例，對(duì)凹模數(shù)模的精細(xì)化處理來(lái)進(jìn)行一下說(shuō)明。

如圖1所示為某車型的門(mén)外板拉延造型的精細(xì)化方案。

A區(qū)域表示的是研配時(shí)不需要貼合的區(qū)域；B區(qū)域表示的是研配時(shí)輕微接觸的區(qū)域；C區(qū)域表示的是研配時(shí)中等接觸的區(qū)域；D區(qū)域表示的是研配時(shí)重度接觸的區(qū)域。

圖1 門(mén)外板拉延造型精細(xì)化方案

A區(qū)域：數(shù)模上去除壓料面的拉延補(bǔ)充部分；產(chǎn)品上較大的孔廢料區(qū)域；部分產(chǎn)品面積比較大曲率變化很小且依靠凸模成型的面；靠凸模成型且形狀細(xì)小不好研配的區(qū)域；產(chǎn)品內(nèi)極易出現(xiàn)開(kāi)裂的區(qū)域附近（頂篷中間部分如圖2所示；發(fā)動(dòng)機(jī)罩外板的中間部分）。此區(qū)域加工數(shù)模比產(chǎn)品數(shù)模低。

圖2 頂篷拉延造型的中間區(qū)域是空開(kāi)面

D區(qū)域：容易出現(xiàn)凹陷、波紋、變形的區(qū)域（門(mén)外板門(mén)把手部位；左/右側(cè)圍外板的門(mén)框上部如圖3所示；外板件沿周翻邊的拐角部位）。此區(qū)域加工數(shù)模比產(chǎn)品數(shù)模高，抬高的具體數(shù)值要根據(jù)缺陷的程度及現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。

圖3 某側(cè)圍的局部拉延造型精細(xì)化指示圖

C區(qū)域：凹模關(guān)鍵的反成形區(qū)；產(chǎn)品有比較高的公差要求的面（外板件沿周翻邊的平直部位，發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)板的鉸鏈面如圖4所示），此區(qū)域加工數(shù)模比產(chǎn)品數(shù)模略高一點(diǎn)即可。

B區(qū)域：其余產(chǎn)品面；壓料面。此區(qū)域加工數(shù)模按拉延的工藝數(shù)模制作這里存在一個(gè)問(wèn)題，可能有人要問(wèn)，將拉延造型做成不同高度的面，那么面與面之間不是會(huì)有臺(tái)階嗎？實(shí)際上在拉延造型的精細(xì)化處理中很重要的一環(huán)就是要制作拉延造型數(shù)模面之間的過(guò)渡區(qū)。也就是在不同高度的面之間要依據(jù)原來(lái)的產(chǎn)品數(shù)模面做出過(guò)渡區(qū)域，這個(gè)過(guò)渡區(qū)域要做在低面的區(qū)域內(nèi)，盡量光順且曲率連續(xù)。

圖4 某發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)板拉延造型精細(xì)化指示圖

以上對(duì)拉延造型在制作階段的大體規(guī)律進(jìn)行了介紹。主要是設(shè)計(jì)階段的一些經(jīng)驗(yàn)，那么如何才能將現(xiàn)場(chǎng)研配結(jié)果和理論數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起呢？這就需要建立零件研配狀態(tài)和不同高度造型面之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系每個(gè)廠家根據(jù)自己的生產(chǎn)實(shí)際和生產(chǎn)習(xí)慣都會(huì)制定適合自己的標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)圖5）。只有建立了這種對(duì)應(yīng)關(guān)系，才能將現(xiàn)場(chǎng)收集上來(lái)的數(shù)據(jù)和拉延造型的精細(xì)化數(shù)據(jù)進(jìn)行相互的對(duì)比驗(yàn)證。

圖5 某廠家研配程度和造型面之間的關(guān)系

5.拉延造型的精細(xì)化處理實(shí)現(xiàn)的組織形式和流程

由于拉延造型的精細(xì)化處理需要多方面的大量的數(shù)據(jù)支撐，所以模具廠家普遍的做法是單獨(dú)設(shè)立一個(gè)部門(mén)或小組來(lái)完成這部分工作。這個(gè)部門(mén)對(duì)上游要掌握模具DL圖的拉延造型設(shè)計(jì)情況，下游要收集類似零件在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的情況如何，中間還要配合編程人員對(duì)加工程序的編制。一般的工作順序?yàn)楫?dāng)MP的拉延造型制作好后，由該部門(mén)按本部門(mén)的工作標(biāo)準(zhǔn)制作精細(xì)化的拉延造型，之后將造型發(fā)到編程進(jìn)行加工程序的編制，最后當(dāng)拉延模具裝配完畢上壓機(jī)進(jìn)行第一次調(diào)試時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集（要和研配人員充分溝通），對(duì)本次精細(xì)化拉延造型的得失進(jìn)行分析并記錄，且不斷地對(duì)本部門(mén)的工作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行完善。大體的流程如圖6所示。

圖6 拉延造型精細(xì)化處理的工作和反饋流程

6.拉延造型精細(xì)化處理今后的發(fā)展方向

作為一項(xiàng)具有很高科技含量的新型技術(shù)，拉延造型的精細(xì)化處理有著廣闊的發(fā)展前景，一旦這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展成熟，將極大地提高模具產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能，并進(jìn)而推進(jìn)國(guó)家汽車、機(jī)械等行業(yè)的發(fā)展。但是目前這項(xiàng)技術(shù)還很不完善，有很多技術(shù)難點(diǎn)沒(méi)有被突破，比如如何在拉延造型的精細(xì)化制作中很好地將沖壓時(shí)壓機(jī)的微變形加入其中；如何精確地判斷形狀突起高度的數(shù)值；如何通過(guò)成形模擬軟件對(duì)比不同精細(xì)化造型的差別等課題都還沒(méi)有得到較好的解決，這極大地制約了模具整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。

7.結(jié)語(yǔ)

模具拉延造型的精細(xì)化處理目前在國(guó)內(nèi)還處于起步階段，但是這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)被幾乎所有的大型模具廠家采用。這證明了它確實(shí)對(duì)模具的生產(chǎn)有著極大的促進(jìn)作用。但是絕大部分的小型模具廠家都還沒(méi)有采用這項(xiàng)技術(shù)，這是一項(xiàng)極大的損失。我寫(xiě)這篇文章是希望有更多的模具廠家能夠了解這項(xiàng)技術(shù)，在生產(chǎn)中采用這項(xiàng)技術(shù)，并能夠利用這項(xiàng)技術(shù)為國(guó)家創(chuàng)造出更多的財(cái)富。