如何提高汽车覆盖件拉延件的质量

浅谈如何提高汽车覆盖件拉延件的质量汽车覆盖件是组成汽车车身的薄板冲压件。

它具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大及表面质量要求高等特点。

形状复杂的覆盖件往往要经过多道工序才能完成。

与其它冲压件相同，汽车覆盖件拉延件质量的好坏直接决定着最终产品件的外观质量，因此了解影响汽车覆盖件拉延件质量的因素，从而采取相应的措施来提高拉延件的质量，就成为获得理想汽车覆盖件的关键。

影响拉延件质量的因素很多，除工件自身结构特点外，工艺方案的制订模具结构的设计与制造以及模具调试的经验等也都对能否获得理想的拉延件起着至关重要的作用。

1 工艺方案对汽车覆盖件拉延件质量的影响确定拉延工艺方案是覆盖件拉延的第一步。

合理的工艺方案能改善工件的成形工艺性，降低工件成形的复杂程度。

1.1材质的选择不同材质对拉延件的质量有很大影响。

板材的塑性好、组织均匀、屈强比小、板平面方向性小而板厚方向性系数较大时，材料的拉延性能较好。

选择材质应根据工件成形的剧烈程度，主要考虑板材料的抗破裂性、贴模性和定形性。

由于材料的抗破裂性差会导致零件在拉延过程中严重破坏，因而在目前的冲压生产中主要用抗破裂性作为衡量板材冲压成形性能的指标。

覆盖件多由厚度为0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5 mm的08 F或08 AL的冷轧钢薄板冲压而成。

由于覆盖件形状复杂可能引起拉延塑性各异和拉延深度不等，因此正确地选用钢板的拉延性能等级不仅可提高拉延件质量，而且可以减小废品率，降低成本。

对于一些表面质量要求高、形状复杂的外覆盖件，如微型载重汽车前围板，后门柱外蒙皮等还需采用进口的冷轧钢板，如日本的SPCE,SPCL等。

1.2拉延方向的确定确定拉延方向的目的是确定拉、延模中制件的坐标位置，正确地选择拉延方向不仅是获得理想拉延件的保证，而且将对后续冲压工序安排产生较大的影响，因此，拉延方向是确定拉延件的第一要素。

对大多数汽车覆盖件来讲，一般可以根据工件自身结构特点，并结合整个冲压工艺安排来确定拉延方向，而对于一些左右件对称半敞开的空心覆盖件常采用成双拉延的方法，这种方法可以消除工件因受力不均而引起的坯料移动，不仅可以改善冲压条件，减少劳动量，同时可以减轻压力机的负荷，提高拉延件的质量。

1.3压料面的选取由于设置压料面是为了使板料拉延时增加拉应力，以改善拉延条件，因此合理的压料面不仅能保证压料面上的材料不起皱，还可以保证拉人凹面的材料不皱裂。

设置压面料时须考虑保证各部位进料阻力均匀，而拉延深度均匀是保证压料面各部位进料阻力均匀的主要条件。

进料阻力不均匀，在拉延过程中拉延毛坯就有可能沿凸模顶部窜动，严重的会产生破裂和皱纹。

图1为凌河牌双排座载货车中立柱的上段，若将拉延方向旋转60，则可使压料面两端同高、进料阻力均匀，同时保证凸模开始拉延时与拉延毛坯的接触部位接近中间，拉延成形好。

1.4工艺补充部分的添加汽车覆盖件种类繁多，其中一些件形状复杂，结构不对称，直接成形较困难，设置必要的工艺补充部分有利于改善拉延件的工艺性，提高拉延件的质量。

一般确定拉延件工艺补充部分应遵循以下原则。

①使拉延深度尽量浅；②尽量利于后续工序采用垂直修边；③工艺补充部分应尽可能小。

1.5工艺切口的设置工艺切口主要是针对一些局部变形剧烈或存在反拉延的工件而采取的工艺手段，一般由模具调试试验而定，其位置、大小、形状和数量因制件而异。

工艺切口常设在拉应力最大的拐角处，且与局部凸起边缘形状相适应，以便材料合理流动，切口的切断部分应邻近凸起部位的边缘，同时工艺切口的设置保证工件既不能因压力过大而产生纵向、横向或不规则破裂，又不能因压力过小而起皱，要起到调整拉应力、走料方向的作用。

一般工艺切口在模具工作过程中冲出，也有时需在坯料上预先剪出，以改变成形时的应力状态，使局部变形得以减轻，从而使该处在拉延过程中能满足强变形区或反拉延材料流动的需要。

如凌河牌载货车后门柱（图2）的拉延，由于左右件对称，采用的是左右件成双拉延的方法。

由于工件上端槽盒处拉延深度较大，因而变形比较剧烈。

为缓解该处变形供料困难问题，下料时需在板料上端中间处剪出一个工艺切口，这样就可以避免两槽盒连接处出现拉裂现象。

2模具结构对汽车覆盖件拉延件质量的影响在影响汽车覆盖件拉延件质量的诸多因素中，模具结构的影响也是非常大的。

凸、凹模圆角半径、凹模工作部分的几何形状、模具的导向方式、拉延筋（槽）的设置、模具通气孔等都直接影响着覆盖件拉延件的成形效果。

2.1凸凹模圆角半径的确定凸、凹模圆角半径的大小对于能否获得理想的拉延件起着很大的作用。

覆盖件拉延件常见的两种主要缺陷是起皱和拉裂。

当凸模圆角半径过小时：拉延毛坯的直壁部分与底部的过度区的弯曲变形加大，会使危险断面的强度受到削弱；而当凹模圆角半径过小时，又会使毛坯侧壁传力区的拉应力相应增大。

这两种情况都会使拉延系数和板料的变形阻力增大，从而引起总拉延力的增大和模具寿命的降低。

若是凸模或凹模圆角半径过大，则板料变形阻力较小，金属流动性好，但又会相应减小压边的有效面积，使制件容易起皱。

因此确定凸、凹模圆角半径时必须对工件变形特点、拉延筋等因素综合考虑。

2.2凹模工作部分的几何形状形状不同的凹模工作部分也会影响拉延件的质量。

凹模分为平端面凹模和锥形凹模两种。

采用锥形凹模通常会使毛坯变形区具有极大的抗失稳能力，而且与平端面凹模相比可允许采用相对厚度（t/D。

）较小的毛坯而不致起皱。

2.3模具的导向方式拉延模的导向包括凸模与压边圈、压边圈与凹模两个方向的导向。

摸具导向的合理与否直接影响着拉延的可靠性，因而合理稳定的导向可以保证模具周圈间隙的均匀性及拉延凸凹模型面的贴合性，从而保证拉延件的质量。

普通拉延模大多采用导板或导柱进行导向，而对于在拉延过程中侧向力较大的覆盖件拉延模（多指结构不对称工件）的导向可采用背靠块式导向装置进行导向。

2.4拉延筋（槽）的设置设置拉延筋能增加压料面上相应部位的进料阻力、调整毛坯金属的流向。

但是如果拉延筋的位置、根数和形状选择不当，也不能拉延出满意的覆盖件。

通常拉延筋的数目及位置主要根据覆盖件外形、起伏特点以及拉延深度而定。

拉延深度大的零件在直线部分放1-3根拉延筋，但在圆弧部位不设拉延筋。

当同一零件各部位拉延深度相差较大时，在深的部位不设拉延筋，浅的部位须设拉延筋；拉延筋的方向一定要保证与拉延毛坯流动方向垂直。

拉延筋是安置在压边圈的压面料上还是安置在凹模的压面料上，主要根据模具在压力机上是否便于调整而定。

一般拉延筋安置在上压料面上，拉延筋槽安置在下压料面上，以便于材料定位。

为确保可靠，在模具上设计出来的拉延筋往往还需要在模具调试过程中进行验证和调整。

2.5模具通气孔a．凹模通气孔。

在拉延时由于压边圈将拉延毛坯压紧在凹模压料面上，如果凹模里的空气不被排除，被压缩的空气就会将拉延件顶瘪，因此必须在凹模内设计出通气孔。

b.凸模通气孔。

由于拉延之后，凸模首先向上运动，但压边圈仍停留在原有位置，若空气不能及时流入拉延件和凸模之间，拉延件必将紧贴凸模，随凸模继续向上运动，导致拉延件沿其轮廓向上鼓起而将工件破坏，因此在凸模上也必须留出通气孔。

3拉延条件对汽车覆盖件拉延件质量的影响覆盖件的拉延是一个非常复杂的变形过程，它对成形条件也有着特殊的要求。

3.1拉延温度的选取适宜的拉延温度有利于获得理想的拉延件。

当拉延温度过低时，板料成形性能下降，延展性差，易导致拉延件开裂，因此拉延必须在适宜的温度下进行才有可能获得成功。

3.2模具的润滑在拉延过程中，金属材料与模具的表面直接接触，而且相互作用的压力很大，使材料在凹模表面滑动时产生很大的摩擦，摩擦力增加了拉延所需的力和工件侧壁内的拉应力，易使工件破裂，因此拉延能否成功润滑也起着很大作用。

使用润滑剂，可在材料与凹模表面之间形成一层薄膜，将两者的滑动表面相互隔离，因而可使摩擦和磨损现象得到缓和，从而减少工件开裂，提高模具寿命。

润滑剂只能涂在凹模面上或板料与压边圈接触的部位。

不能用浸沾法对整个坯料进行润滑，也不能将润滑剂涂在凸模上。

4模具调试对汽车覆盖件拉延件质量的影响除工件自身结构特点、工艺方案的制订、模具结构的设计外，模具调试也对覆盖件拉延件质量有很大的影响。

调试得好，不仅可以提高拉延件质量，还可以缩短模具制造周期。

4.1凸凹模间隙的调整在拉延模调试过程中，凸、凹模间隙调整是否合理将直接影响着拉延件的质量。

若调整不当，在间隙大的一侧，拉延件的侧壁上容易起皱，甚至在周边会出现波浪形；而在间隙小的一侧则会由于受到过度挤压而造成局部板料过薄，增大拉延力，导致拉裂。

此外，不均匀的凸、凹模间隙还可能导致拉延件侧壁上产生拉痕。

对于对称或封闭式的拉延模，避免上述现象发生的正确操作是：在压力机工作台上安装模具时，先用固定螺钉将上‘模紧固在压力机上，而将下模简单固定在压力机台面龙（不拧紧螺栓），并且‘将压力机滑块的下止点位置上调，以免合模时冲模顶死，然后开动压力机，将滑块升至上止点，之后卸下下模的固定螺栓，开动压力机，让滑块空行程数次，最后将滑块降至下止点停止，重新拧紧下模固定螺栓，再开始试模，即可保证模具凸、凹模周圈间隙均匀。

4.2拉延坯料的剪切在模具调试过程中，对于一些覆盖件由于结构不对称而导致的拉延时各处变形不均匀、工件型腔周圈进料阴力不均的情况，除采用拉延筋进行控制外，还需根据各处变形特点，在拉延前卜对板料进行适当的剪切。

因为过大的法兰边不仅会使该处的拉应力增大，而且还会使工件邻近处型腔易于破裂。

反之，当法兰边较小时，拉应力减小，会使该法兰边处进料阻力减小，材料易于流动，但也易使型腔内邻近处起皱，因此法兰边大小合适与否也直接影响着拉延件的质量。

4.2.1仿形下料为提高拉延件质量，同时减少试模次数，一般在试模前需结合拉延件各处变形特点，根据试模人员的经验对坯料进行适当的剪切。

剪切须根据以下原则：①坯料表面积约等于工件的表面积；②坯料的形状应与工件横截面形状相似；③坯料轮廓应该是光滑的流线型，不能有突起和尖角。

通常变形量较大处的法兰边可留得小一些，而变形量较小处的法兰边可留得大一些，这样可使各处进料阻力大小与变形程度相协调。

4.2.2坯料的剪切除了试冲前的仿形下料外，法兰边尺寸的确定在试模过程中也有一个不断改进的过程。

当某处出现拉裂时，可适当减小该处外周法兰边的尺寸。

这样就能减小进料阻力，改善拉延条件，提高拉延件的质量；而当某处出现起皱时则可适当放大该处法兰边的尺寸。

通常试冲时坯料调整次序遵从从小往大的原则。

即对于易裂的地方先用小料，若起皱则将板料尺寸往大放。

否则若先以大料试，当出现裂纹时无法知道究竟是由于板料太大还是局部圆角过小造成的，因而无法采取相应措施，而按此原则则简便快捷。

4.3压边力的调节这里所说的调节压边力主要是指应用双动拉延压力机进行拉延时的情况。