微型汽車后背門外板沖壓工藝淺析

李運(yùn)杰,孫玉杰

（1.遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院，沈陽(yáng)，110034；2.長(zhǎng)城鉆探測(cè)井公司）

微型汽車后背門外板沖壓工藝淺析

李運(yùn)杰1,孫玉杰2

（1.遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院，沈陽(yáng)，110034；2.長(zhǎng)城鉆探測(cè)井公司）

在某微型車的后背門外板沖壓模的實(shí)際開發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：制件拉深深度大，外形尺寸較大，形面幾何形狀比較復(fù)雜，成形困難、沖壓工藝補(bǔ)充以及后續(xù)模具設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，沖壓過(guò)程中出現(xiàn)了裂紋、滾線現(xiàn)象，修邊工序出現(xiàn)廢料不能順利滑下等現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)該制件沖壓工藝的研究，進(jìn)行了合理改進(jìn)。

白車身；覆蓋件；沖壓工藝

0 前言

汽車的質(zhì)量與性能是汽車使用者關(guān)注的焦點(diǎn)，特別是汽車的外觀質(zhì)量，它會(huì)直接影響到某車型在汽車市場(chǎng)上的飽有量。而汽車的外觀質(zhì)量大多取決于汽車車身外覆蓋件的質(zhì)量，并且汽車車身外覆蓋件的開發(fā)是整車開發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵，對(duì)車身品質(zhì)的保證起著決定性的作用。在某微型車的后背門外板沖壓模的實(shí)際開發(fā)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)沖壓工藝的合理改進(jìn)，有效地提高了后背門外板的質(zhì)量，從而使汽車白車身整體質(zhì)量得到了保證，使整車的開發(fā)項(xiàng)目能夠按期順利進(jìn)行。

1 制件結(jié)構(gòu)分析

在汽車車身覆蓋件中，后背門外板的開發(fā)難度比較大，它具有外形尺寸較大，材料較薄，形面具有對(duì)稱特征，但起伏比較復(fù)雜，深度比較深，表面質(zhì)量和尺寸精度要求較高等特點(diǎn)，在拉深成形過(guò)程中容易出現(xiàn)拉裂、起皺、滾線等現(xiàn)象。而汽車車身覆蓋件的各曲面要求過(guò)渡圓滑,棱角清晰分明,富有動(dòng)感,且要求表面精致,無(wú)皺痕、無(wú)拉傷破裂現(xiàn)象。還要求其整體性好,有足夠的剛度。因此，對(duì)產(chǎn)品的開發(fā)提出了比較高的要求，某公司新近開發(fā)的后背門外板如圖2所示，材料為DC05，料厚0.8 mm，外形尺寸（1790*1690*0.8）。從外觀上看，該制件材料比較薄、外形尺寸較大、形面幾何形狀復(fù)雜、成形難度系數(shù)大、沖壓工藝補(bǔ)充以及模具設(shè)計(jì)較復(fù)雜，開發(fā)制造難度較大。

2 沖壓工藝設(shè)計(jì)

覆蓋件成形時(shí)坯料各部分的變形狀態(tài)很復(fù)雜各處的應(yīng)力很不均勻一個(gè)零件的成形往往需要拉深、沖孔、修邊、翻邊、整形等多道工序才能完成,給工藝設(shè)計(jì)提出了很高的要求。

本產(chǎn)品的沖壓工藝方案為：過(guò)拉延 (拉延坎加筋)如圖1所示、修邊沖孔、翻邊、翻邊沖孔四道工序。

（1）過(guò)拉延 (拉延坎加筋）沖壓工藝。為了保證在拉延成型過(guò)程中減小或不產(chǎn)生側(cè)向沖壓力，保證拉延質(zhì)量，需要對(duì)后背門外板數(shù)字模型進(jìn)行工藝補(bǔ)充,利用UG CAD軟件，將制件邊線沿曲面延伸，形成光滑連接面并形成封閉的盒型拉深件如圖1所示，其中雙點(diǎn)劃線為拉深料片邊界，距離拉延筋中心線的最小距離為85mm，并設(shè)計(jì)拉延坎與拉延筋如圖1所示，因?yàn)榘辶显趬毫辖钌蠌澢突瑒?dòng)，增大了進(jìn)料的阻力，從而增大了徑向拉應(yīng)力，減少了起皺的傾向，而且減少了沖壓件成型卸載后的回彈，提高零件的準(zhǔn)確性。為了防止沖壓件在拉深過(guò)程中產(chǎn)生二級(jí)滑移線，在工藝補(bǔ)充面上做出二層臺(tái)階，如圖2所示A處，為了控制拉延時(shí)不進(jìn)料，其拉延筋的幾何形狀設(shè)計(jì)為方筋，筋寬外皮12.6mm，內(nèi)皮11mm,筋深8mm，筋槽圓角為R1mm。

圖1 拉深沖壓工藝補(bǔ)充

圖2 拉深沖壓工序工藝補(bǔ)充

（2）修邊沖孔側(cè)修邊側(cè)沖孔

修邊沖孔側(cè)修邊側(cè)沖孔的沖壓工序件坯料如圖3所示，廢料刀組的布置位置如圖3所示帶有“”標(biāo)記之處，本工序的產(chǎn)品件如圖4所示。

圖3 修邊工序圖

圖4 制件

（3） 翻邊側(cè)翻邊（翻邊角R1)

（4）側(cè)翻邊側(cè)沖孔（翻邊角R1)

3 問題發(fā)現(xiàn)

3.1 第一道工序拉延件出現(xiàn)的問題

坯料尺寸為1700*1600*0.8；材料：DC05；凹模噸位（Ton）:1000t;凸模噸位（Ton）:700t;壓邊圈噸位（Ton）:300t;具體計(jì)算可參考參考文獻(xiàn)[3]

在拉延過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：制件拉延調(diào)試時(shí)距到位狀態(tài)差45mm時(shí)制件開裂如圖5所示，此時(shí)壓力機(jī)的主缸與底缸的壓力為1000t/140t

3.2 修邊沖孔側(cè)修邊側(cè)沖孔工序件出現(xiàn)的問題

修邊沖孔側(cè)修邊側(cè)沖孔工序件出現(xiàn)的問題如下：

1)對(duì)應(yīng)制件孔的位置不穩(wěn)定，毛刺大。

2)模具工作后，廢料變形無(wú)法下滑。

3)廢料變形排出困難。

圖5 修邊沖孔側(cè)修邊側(cè)沖孔工序件出現(xiàn)的問題

4 原因分析

4.1 調(diào)整沖壓力

通常大型沖壓件通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，調(diào)整壓力機(jī)的壓力，當(dāng)壓力機(jī)的壓力調(diào)整到主缸800t/底缸160t時(shí)，制件不再開裂，但由于壓力不足制件出現(xiàn)皺褶現(xiàn)象，不能為生產(chǎn)所接受。因此，沖壓力不能降低，而壓力加大，制件必然開裂，所以，單一的調(diào)整沖壓力，不能解決問題。

4.2 修邊沖孔側(cè)修邊側(cè)沖孔工序件出現(xiàn)的問題分析及解決方法

（1）圖5（a）箭頭所示位置對(duì)應(yīng)件孔的位置不穩(wěn)定，毛刺大的原因是上模沖頭墩較長(zhǎng)，強(qiáng)度較弱，導(dǎo)致沖頭墩有一定的活動(dòng)量。鉗工倒把螺釘后，補(bǔ)焊增加強(qiáng)度。沖壓后該孔質(zhì)量穩(wěn)定，合格。

（2）圖5（b）箭頭所示，模具工作后，廢料變形無(wú)法下滑的原因是由于上模鑲塊不隨形，致使模具工作后，廢料變形無(wú)法下滑。調(diào)整刃口并加頂銷滑廢料，使廢料下滑順暢。

（3）圖5（c）箭頭所示，廢料變形排出困難的原因是整修與側(cè)修交刀處廢料，由于交刀使廢料變形排出困難；在交刀側(cè)下模加符型聚氨酯頂出廢料，使廢料傾斜滑出。問題得以解決。

5 拉延沖壓工序問題解決方案

根據(jù)上述分析結(jié)果，修改拉延筋：拉延筋槽仍為方筋，在筋槽內(nèi)增加一個(gè)料厚間隙，即由0.8mm增大到1.6mm，同時(shí)將筋槽R角由R1mm加大到R3mm（參考參考資料[5]），減小進(jìn)料阻力，并且補(bǔ)充部分板料，將板料尺寸調(diào)整到1790*1690*0.8。

6 結(jié)束語(yǔ)

后門外板沖壓件成型的關(guān)鍵工序是拉延工序與修邊側(cè)沖孔工序，無(wú)論是沖壓工藝，還是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，都是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，特別是每一個(gè)細(xì)節(jié)問題，往往是保證制件質(zhì)量的關(guān)鍵。在實(shí)際工作中，更需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，積累經(jīng)驗(yàn)，本次汽車后門外板沖壓件開發(fā)問題的解決，為某公司汽車新產(chǎn)品的開發(fā)提供了保障，提高了新產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量，縮短了新產(chǎn)品開發(fā)制造周期，為今后公司整車沖壓項(xiàng)目迅速開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

[1] 唐新榮.汽車覆蓋件拉延工藝性探討[J].汽車技術(shù),1992(3): 31-33.

[2] 崔令江.汽車覆蓋件沖壓中的面形狀精度不良及其分類[J].汽車技術(shù),1996(5):26-28.

[3] 劉華剛.汽車模具的裝配、調(diào)試與維修。北京。機(jī)械工業(yè)出版社，2009：66-67

Miniature cars back door plate stamping process analysis

Li Yunjie1，Sun Yujie2
(1.Vocational and Technical College of Liaoning Equipment Manufacturing，Shenyang，110034；2.Great Wall Drilling Logging Company)

In the actual development of a miniature car back door plate stamping die process found:the depth of drawing large parts,the larger dimensions, shape surface geometry is complex,difficult forming,stamping die design process and the subsequent supplementary more complex,cracks appeared in the stamping process,the phenomenon of rolling line,trimming process waste can not occur smoothly slide phenomena, parts stamping process by the study,for a reasonable improvement.

BIW;cover;stamping process;

論文來(lái)源于遼寧省現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育學(xué)會(huì)課題“推動(dòng)汽車模具制造業(yè)發(fā)展的人才培養(yǎng)模式研究”