浅谈纵梁类制件拉伸缺陷问题的处理

浅谈纵梁类制件拉伸缺陷问题的处理
刘宇，冯华，崔奎，胡俊舟
奇瑞汽车股份有限公司（安徽芜湖241000）
【摘要】介绍了汽车车身纵梁类制件冲压模中拉伸工序易产生的起皱叠料、缩颈开裂、拉毛等缺陷对制件质量及冲压日常生产的影响，并从日常生产质量控制、工艺设计、冲压模具结构等方面进行合理控制，简述了合理的模具设计、工艺结构及制件数据优化等方面对改善汽车车身纵梁类制件拉伸缺陷改善的重要性。

关键词：纵梁；拉伸；起皱；开裂；拉毛；解决方法
中图分类号：TG385.2文献标识码：B
Discussion on the Treatment of Longitudinal Parts Drawing Defects 【Abstract】This paper introduces the wrinkling fold material is easy to produce the drawing process automobile body parts stamping die in the longitudinal cracking,necking,impact on the product quality defects such as galling and stamping of daily production,and from the process design of daily production quality control,stamping die structure and reasonable control,the importance of die design reasonable.Process and product data structure optimization to improve vehicle longeron parts drawing defects.
Key words：beam;drawing;wrinkling;cracking;galling;solution
1引言
拉伸工序是汽车车身纵梁类制件能否生产出来、质量能否达标的关键工艺，解决了拉伸工序的问题，基本上纵梁类制件的生产问题解决一半。

因此，拉伸工序问题的解决，对汽车车身纵梁类制件具有非常重要的意义。

拉伸工序经常遇到的问题，主要为：①拉伸工序制件成形不到位，导致台阶等成形不出来，到底标记、左右标记出不来，因拉伸不充分，导致制件出现不合格的假象；②制件拉伸工序起皱严重，并且严重的地方出现叠料；③拉伸工序出现开裂、缩颈；④制件出现拉毛。

上述问题，不是以单一的状态出现的，往往是各种问题交错出现的。

2纵梁类制件起皱问题的产生及解决方案2.1产生原因
（1）模具方面。

拉伸模在拉伸过程中，因板料在拉伸过程中板料流动过快导致起皱。

模具设计的具体原因有：①拉伸工序板料偏小，导致模具在拉伸过程中无法压住板料，从而引起起皱；②制件拉伸模压料筋过小，导致压不住料，从而引起起皱；③拉伸工序顶杆压力小，导致拉伸过程中成形不充分，从而引起起皱；④在模具上压制过程中，顶杆装偏，或者少装顶杆，从而导致顶起不充分；⑤吸皱筋过小，导致虽然加吸皱筋，但是实际上仍然起皱；⑥压机吨位过小，导致压不住料，引起起皱；⑦压机顶杆高度不足，从而引起拉伸成形不足；⑧模具上需要加吸皱筋的地方，实际上面没有加；⑨模具上下模镶块之间的研合率差，导致起皱；⑩模具结构设计不合理，导致起皱问题产生。

如图1、图2所示。

（2）制件方面的原因：①制件R角过大，导致起皱；②制件需要加吸皱筋的地方，没有加吸皱筋，从而引起起皱；③制件造型不合理，型面落差大，导致料走不出去，从而引起起皱；④需要开缺口释放内应力的，没有开缺口。

如图3、图4所示。

图1拉伸筋过小引起起皱
图2型面走料不顺引起聚料起皱
图3制件数据起伏大，起皱
图4制件数据型面变化剧烈起皱
型面落差大，变化大，过程中容易起皱；同时吸皱筋过小，导致该处起皱、叠料严重，严重时出现掉料。

2.2解决方案
针对起皱叠料的问题，需要具体问题具体分析，不能以偏概全，但是，针对起皱，一般是尽量把压力加到最大，看是否还起皱，先解决起皱的问题，然后解决开裂的问题，如仍起皱，则考虑压料筋、吸皱筋、板料毛坯规格等；同时模具在装配过程中，顶杆尽量装全，看顶杆顶起高度是否正确，顶杆是否装偏等；模具研合率如特别差，则也可能导致压不住料，引起起皱；模具结构设计不合理，如顶杆偏等，也有可能导致起皱；有时R角过大，也会引起起皱；工人生产过程中润滑油过多，也会引起起皱。

如图5、图6所示。

图5模具局部增加拉伸筋
图6制件数据优化吸皱筋
3缩颈开裂问题的产生及解决方案
3.1产生原因
（1）缩颈开裂问题产生的模具原因。

①拉伸序板料偏大，导致模具在拉伸过程中压得过死，无法正常流动引起开裂；②制件拉伸模压料筋过大，导致板料流动缓慢从而开裂；③拉伸序顶杆压力过大，导致拉伸序开裂；④在模具上压机过程中，顶杆装偏，受力不均导致开裂；⑤吸皱筋过大，在拉伸过程中把工序件拉裂；⑥压机顶杆高度过高，与模具和压机不匹配，从而导致模具拉裂；⑦模具上下模镶块之间的研合率过小，板料流动受阻引起开裂；⑧翻边过于剧烈，或者是翻边前有毛刺，翻边时开裂；⑨R角不顺，导致开裂；⑩上、下模之间间隙过小，导致拉伸序开裂。

如图7、图
8端面起皱严重，优化吸皱筋
所示。

图7
工艺补充不合理
图8翻边开裂
（2）缩颈开裂问题产生的制件原因。

①制件设计过程中R 角过小；②制件拉伸深度过深，导致制件直接拉裂。

同时纵梁采用高强度钢板，成形性差，将直接导致拉伸过程中开裂；润滑效果太差，也将导致开裂。

如图9、图10所示。

图9
制件R 角过小开裂
图10
吸皱筋过小，SE 分析开裂
3.2
解决方案
针对缩颈开裂，一般整改措施：①拉伸序板料偏
大，则减小板料，并压件验证；②制件拉伸模压料筋过大，逐步减小压料筋，并出件验证；③拉伸序顶杆压力过大，在保证不起皱的情况下，降低顶杆压力；④在模具上压机过程中，顶杆装偏，重新装顶杆，确保顶杆顶起模具不偏；⑤吸皱筋过大，在保证不起皱的情况下，进行光顺打磨，减小吸皱筋；⑥压机顶杆高度过高，与
模具和压机不匹配，整改模具；⑦模具上下模镶块之间的研合率过小，提高模具研合率；⑧上下模之间间隙过小，重新研配间隙；⑨制件设计过程中R 角过小，放大R 角；⑩制件拉伸深度过深，制件设计过程中降低拉伸深度，或者采取二次翻边降低拉伸深度。

如图11、图12所示。

图11
型面角度打开优化数据
图12
型面研合率95%以上
4拉毛问题的产生及解决方案4.1产生原因
拉毛问题，不仅影响制件质量，而且影响模具寿
命。

拉毛出现一般原因为：①模具的硬度不够，导致制件在拉伸生产过程中出现拉毛；②模具间隙过紧，导致间隙小于板料的厚度，从而产生拉毛；③模具在生产过程中有杂质，在拉伸过程中导致拉伤模具；④
制件拉伸深度过深，导致模具拉伤；
⑤生产过程中润
12°到0
过渡
滑方式不当，导致拉毛。

有时候，模具在生产过程中，当生产到一定程度时，拉伸工序会出现发热，严重的会出现冒烟，如不解决，则也会出现拉毛，严重的话会产生掉肉现象，掉肉主要是镶块局部不光顺造成毛坯料局部撕裂。

如图13、图14所示。

图13拉毛
图14掉肉
4.2
解决方案
一般处理措施为：①模具间隙过紧，用油石进行
推磨，不能直接用打磨机进行打磨，直到不出现拉毛为止；②模具在生产过程中有杂质，生产前清除杂质；③针对拉伸深，在模具设计过程中尽量降低拉伸深度；④生产过程中润滑方式不当，进行恰当的润滑；⑤模具的硬度不够，进行渗氮处理，或者其他方式的热处理，需要具体问题具体分析。

针对料厚大于1.5mm 的材料，目前部分主机厂为了拆卸、维修方便，凸凹模、压边圈选用Cr12MoV 材质进行设计制造，模具制造完成后需对镶块进行整体热处理。

目前我公司对Cr12MoV 镶块模具大多进行了TD 处理，经过处理后的镶块颜色较未处理前的镶块
发黑，发暗，由于TD 处理为整体处理，对镶块的尺寸有一定要求，一般要求镶块高度小于2,000mm ，斜线对角长度小于6,000mm 。

如图15、图16、图17所示。

图15TD 工艺流程图
图16TD 镶块尺寸要求
图17TD 后镶块
5结束语
综上所述，车身纵梁类制件拉伸工序，在CAE 软
件对工艺补充面、工艺筋等成形条件充分分析的基础上，合理的模具结构工艺规划及模具设计、制造过程中的跟踪、管控、数据信息收集，对解决车身纵梁类制件起皱叠料、缩颈开裂、拉毛等缺陷起到至关重要的作用，从而更加有利于冲压质量过程控制及日常批量生产。

参考文
献
[1]
冲模设计手册编写组.冲模设计手册[M].北京：机械工业
出版社，1988.
作者简介：刘宇，男，1982年生，工艺规划师。

（收稿日期：2017-02-21
）。