翼子板拉伸模首件著色率提升方法

周曉松

（一汽模具制造有限公司,吉林長春130011）

1 引言

近年來，中國汽車產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生巨變，不斷有新型企業(yè)涌入汽車行業(yè)，使行業(yè)競爭異常激烈。這股造車新勢力的涌入，催發(fā)了汽車企業(yè)的變革，使汽車企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)上，不斷出新。開發(fā)新車需要3~5年時間，如果在共享平臺的情況下，一年時間就能完成。因此，縮短模具的交付周期是汽車企業(yè)今后的潮流，從而也會在激烈的市場競爭中取得戰(zhàn)略優(yōu)勢。

一般國內(nèi)汽車覆蓋件模具制造周期都較長，尤其是調(diào)試周期，少則3~6月，多則1年以上，過長的模具調(diào)試周期，給模具造成成本的增加。調(diào)試周期的前端工作是研配制件著色，這一工作占用調(diào)試周期的時間較長。只有提高首件制件著色率，才能有效的縮短模具制造周期。

2 制件介紹

翼子板是汽車外覆蓋件的重要組成部分之一，因形狀似鳥翼而得名。由于翼子板形狀大小相對其它外覆蓋件較小，客戶考慮到降低成本和工藝特性等因素，在模具制造環(huán)節(jié)中幾乎都是成雙出現(xiàn)。成雙一般拉伸有兩種形式：一種是單槽（見圖1），一張板料拉伸成形，后序切割分開；另一種是雙槽（見圖2），兩張板料拉伸成形。本案例是常見的前翼子板雙槽拉伸成形。

圖1 翼子板拉伸單槽

圖2 翼子板拉伸雙槽

3 提升翼子板首件制件著色率方法

3.1 對應(yīng)壓機型號撓度變形補償

壓機工作過程中，受力的影響，壓機彎曲變形，從而這一受力變形會傳導(dǎo)到模具中，也使其模具彎曲變形。并且壓機彎曲變形跟壓機的噸位大小和使用年限保養(yǎng)的狀態(tài)是分不開的。根據(jù)每臺壓機的噸位大小和使用年限保養(yǎng)的狀態(tài)，都會導(dǎo)致壓機撓度變形值不一樣。這就需要模具對照壓機的型號，根據(jù)它的撓度變形值來補償加工數(shù)據(jù)壓機撓度變形量值。壓機撓度變形補償范圍按照凸模輪廓線范圍確定，壓機撓度變形補償中心是壓力機中心，方向是壓力機坐標系Z向。獲得補償后的模具型面，可抵消壓機撓度變形對模具的影響，大幅減少模具調(diào)試時的手工研修量。通過圖3和圖4對比可以看出，針對同一制件，不同壓機做的壓機撓度值是不一樣的。

圖3 翼子板在壓機型號1撓度補償示意圖

圖4 翼子板在壓機型號2撓度補償示意圖

3.2 翼子板強壓和空開區(qū)域規(guī)劃

翼子板在外覆蓋件中較小，部位區(qū)域劃分卻很多。它有燈口區(qū)、刀把區(qū)、拳頭區(qū)、棱線區(qū)、輪口區(qū)還有非A面的搭接區(qū)。通過這些部位區(qū)域的劃分，規(guī)劃出強壓區(qū)、空開區(qū)、過渡區(qū)和基礎(chǔ)區(qū)能夠有效的降低面品缺陷的風險，保持制件的穩(wěn)定和減少調(diào)試的研配工作量。

（1）凸模規(guī)劃。

在精細模面的設(shè)計規(guī)劃中，一般是凸模作為基準，在凸模的基礎(chǔ)上只是簡單的對凹R進行讓空處理。由于拉伸在成形過程中，凸型起到成形作用，凹R是不起作用的，為了保證凹R不影響與制件服帖干涉，對車身可視面的凹R采用重構(gòu)設(shè)計處理，凹R空開量是0.3~0.5mm。車身非可視面采用負余量加工，也就是沿Z軸平移,數(shù)控降刀加工。凹R空開量是0.5mm，圖5所示為凸模規(guī)劃示意圖。

圖5 凸模規(guī)劃示意圖

（2）壓料圈規(guī)劃。

壓料圈要素包括壓料筋、壓料面。壓料面分為外壓料面和內(nèi)壓料面。朝向制件中心方向為內(nèi)，反方向為外。以筋為界，筋的外側(cè)定義為外壓料面，筋的內(nèi)側(cè)定義為內(nèi)壓料面也叫管理面。在壓料圈壓料工作中，板料向凸模一側(cè)流動，在流動過程中，管理面壓料強度會衰減，所以壓料面的規(guī)劃原則是“里緊外松”。圖6所示為壓料圈規(guī)劃圖，內(nèi)側(cè)第一層筋的管理面做強壓和第二層筋的管理面強壓需要有0.02mm的斷差保證里緊。外松是第二層筋的外側(cè)延形10mm正常料厚值，同時再延形80mm做過渡，以外做空開。通過圖7所示規(guī)劃后現(xiàn)場壓料面首件著色圖可以看出，壓料面首件著色率達到90%以上。

圖6 壓料圈規(guī)劃圖

圖7 規(guī)劃后現(xiàn)場壓料面首件著色圖

（3）凹模規(guī)劃。

凹模規(guī)劃是規(guī)劃當中重中之重，原因是幾乎所有強壓和空開方案都集中在凹模上，并且研配大量工作也集中在凹模。強壓的原則是關(guān)鍵面：RPS點位置、A面重要位置和搭接面?？臻_原則是非關(guān)鍵面：工藝補充面、非成形功能面。圖8所示為凹模規(guī)劃示意圖，首先，翼子板主棱線和副棱線區(qū)，延棱線兩側(cè)5mm進行強壓，10mm過渡到基礎(chǔ)區(qū)。A面區(qū)的制件邊界周圈延形40mm做強壓區(qū)，10mm過渡到基礎(chǔ)面區(qū)，非A面搭接區(qū)做強壓，例如安裝孔，涂膠面等。凹模側(cè)壁以及凹形在拉伸成形過程中不參與成形，為避免制件服帖干涉，對其進行空開處理。工藝補充區(qū)在模具合模過程中，往往是干涉面積最大，調(diào)試研配工作最多的區(qū)域，但是，此區(qū)域又承載著拉伸成形的作用，所以，對其較小負余量0.15mm空開，既能保證拉伸成形穩(wěn)定，又能避免A面區(qū)域著色不好問題。通過圖9所示規(guī)劃后現(xiàn)場拉伸件首件著色圖可以看出，首件著色率達到90%左右。

圖8 凹模規(guī)劃示意圖

圖9 規(guī)劃后現(xiàn)場拉伸件首件著色圖

3.3 針對模擬分析減薄，設(shè)計加工數(shù)據(jù)強壓值

在傳統(tǒng)模具制造中，上下模具型面間隙，按照制件成形前初始板料厚度來設(shè)計，而模具拉伸成形中，板料厚度會出現(xiàn)減薄現(xiàn)象。這就導(dǎo)致模具閉合后模具型面與板料無法貼合，極易產(chǎn)生面品質(zhì)量缺陷。為了達到模具型面與板料貼合更緊密，通過圖10所示板料減薄值分布對翼子板凹模規(guī)劃補償減薄值。

圖10 板料減薄值分布

3.4 結(jié)構(gòu)強度對制件著色的影響

提升制件著色不僅僅是精細模面設(shè)計要做的工作，結(jié)構(gòu)設(shè)計也是提升制件著色率的重要環(huán)節(jié)之一。在沖壓過程中，結(jié)構(gòu)的強度也會影響制件著色的好壞。結(jié)構(gòu)強度弱，模具在沖壓過程中會產(chǎn)生變形，上下模面間隙值大于一個料厚值，實際壓料壓不實，首先保證在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，加強受力點的結(jié)構(gòu)強度，通過圖11所示底板加強筋分布示意圖，可以看出模具底板需要受力的位置，加強了結(jié)構(gòu)筋的分布，這樣會有效的加強模具結(jié)構(gòu)強度，減輕或消除結(jié)構(gòu)強度對制件穩(wěn)定性的影響。圖12所示為壓料圈打桿分布示意圖，可以看出壓料圈的打桿需要均勻和密集的分布在壓料強壓區(qū)上，避免受力不均勻?qū)е聫妷菏翰粚崱Ｍㄟ^以上分析受力點的位置加強結(jié)構(gòu)強度，能夠有效的保證精細模面工作的有效性。

圖11 底板加強筋分布示意圖

圖12 壓料圈打桿分布示意圖

4 結(jié)束語

本文系統(tǒng)地介紹了如何通過一些技術(shù)手段來提高翼子板拉伸工序首件著色率：

（1）如何對應(yīng)壓機型號撓度變形補償，來減輕或消除不同型號的壓機對制件撓度變形的影響。

（2）通過在凸模、壓料圈和凹模規(guī)劃出強壓區(qū)、空開區(qū)、過渡區(qū)和基礎(chǔ)區(qū)，保證制件的穩(wěn)定，降低面品缺陷和減少調(diào)試的研配工作量。

（3）運用AutoForm模擬板料減薄，設(shè)計加工數(shù)據(jù)強壓值，使模具型面與板料貼合更緊密，著色更好和減少調(diào)試的研配工作量。

（4）加強結(jié)構(gòu)強度，減輕或消除結(jié)構(gòu)強度對制件穩(wěn)定性的影響，實現(xiàn)精細化模面工作的有效性。