汽车覆盖件拉伸起皱和开裂现象分析及控制措施

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1、汽车覆盖件拉伸起皱和开裂现象分析及控制措施

2、第1第11、引言汽车车身外形是由许多轮廓尺寸较大且具有空间曲面形状的覆盖件焊接而成，因此对覆盖件的尺寸精度和表面质量有较高要求。车身覆盖件要求表面平滑、按线清晰，不允许有皱纹、划伤、拉毛等表面缺陷，此外还要求具有足够的刚性和尺寸稳定性。车身表面质量的好坏取决于覆盖件拉伸的结果，而拉伸模是拉出合格覆盖件的关键。由于影响拉伸件质量的因索主要是起皱、开裂、拉毛和回弹，所以从编制冲压工艺到模具设计都必须认真考虑。模具制造完毕，在拉伸模调试过程中，还必须对拉伸件的起

3、皱和开裂现象进行仔细分析与研究，并采取相应的措施。拉伸件在拉伸过程中起皱和开裂的原因很多，主要原因有以下几个方面：(1)拉伸模设计工艺性是否合理。(2)模具加工质量(表面精度、硬度等)引起的问题。(3)压力机精度(滑块平行度等)。(4)板料质量(厚度超差)。现对上述造成开裂、起皱的原因分别进行讨论。2、拉伸件加工工艺的确定拉伸件的工艺性是编制覆盖件冲压工艺首先要考虑的问题，只有设计出一个合理的、工艺性好的拉伸件，才能保证在拉伸过程中不起皱、不开裂或少起皱、少开裂。在设计拉伸件时不但要考虑冲压方向、冲

4、压位置、压料面形状、拉伸筋的形状及配置、工艺补充部分等可变量的设计，还要合理地增加工艺补充部分，正确确定压料面。各可变量设计之间又有相辅相成的关系，如何协调各变量的关系．是成形技术的关键，要使之不但满足该工序的拉伸，还要满足该工序冲模设计和制造工艺的需要，并给下道熔边、翻边工序创造有利条件，一般应注意以下几个方面。2.1冲压方向的确定零件的冲压方向是确定拉伸工艺首先要遇到的问题，它不但决定能否拉伸出满意的拉伸件，而且还影响到工艺补充部分的多少和压料面的形状。合理确定冲压方向应满足以下3方面的要求。(

5、1)保证凸模能够进入凹模。如图1a所示，凹模右方下边的形状向外凸出，最凸出点超过凹模口尺寸，使凸模不能进入凹模，这个拉伸方向是不能进行拉伸的，必须改变拉伸方向，使凸模能够进入凹模。如图1b所示，将图1a沿顺时针方向旋转一个角度．使凸棋能够进入凹模。(2)使凸模接触毛坯的面积大。接触面越大，接触面与水平面的夹角越小．毛坯越不易发生局部应力过载而使零件产生破裂。材料在拉伸时贴模性能提高，容易获得完整的凸模形状，有利于提高零件的变形程度。(3)压料面各部分进料阻力要均匀可靠。拉伸深度均匀是保证压料面各部分

6、进料阻力均匀可靠的主要条件。而压料面各部分进料阻力均匀是确保拉伸件不起皱、不开裂的重要保证。例如，东风3t车前围上盖板的拉伸深度较浅，考虑到各方位深度大致相同，为改善凸模拉伸毛坯的条件，有利于金属内应力分布更均匀，保证冲压件有更高的表面质量，确定冲压方向为图2所示的沿y轴顺时针旋转25°30’的方向，这样选取有以下2个原因：①使得凸模接触毛坯的面积大；②前围上盖板零件经过汽车位置旋转一定角度后，压料面是乎的，拉伸深度比较均匀，两面进料阻力基本上一样，增加压料力可提高零件变形的均匀度，零件整体刚性提高

7、。同时残留应力分布均匀，减少残留应力回复时带来的回弹程度。2.2　合理增加工艺补充圈分为了实现拉伸，往往要在制件的基础上增加工艺补充部分，从而达到满意的拉伸效果。工艺补充的好坏是拉伸件设计水平的重要标志，合理的增加工艺补充部分应满足以下3方面的要求：(1)该工序拉伸的要求。(2)压料面的要求。(3)拉伸后的修边和翻边工序的要求。设计中应根据修边线的位置确定各工艺补充部分的尺寸，特别是凹模R圆角处，因凹模圆角部分对抗伸毛坯进料阻力影响很大，直接关系到拉伸件的起皱或开裂，所以取值要合理。工艺补充部分的凹

8、模圆角半径一般取8-10mm，在能够拉出满意的拉伸件的条件下，尽可能减少工艺补充部分，但必要时还要有意增加工艺补充(如凹槽、斜槽、凸筋等)。如果在设计拉伸件时，经过仔细分析，已考虑到某一部分(形状变化急剧的部分)在拉伸时有多余的金属，材料易流动，可能会产生起皱，那么工艺人员就要有意在这部分的工艺补充上加凹槽或凸筋等，使多余的金属在拉伸过程中流到凹模或凸筋中，充分吸收多余的材料，使拉伸不易起皱。同时加凹攒时要考虑到修边容易去掉，这个方法可有效地耀决拉伸起皱问题。2.3　正确配定压料面的形状压料面是工艺

9、补充的一部分，在增加工艺补充时必须正确确定压料面的形状，使压料面各部分进料阻力均匀可靠。要做到这一点，必须要保证拉伸深度均匀，因为只有在压料圈将拉伸毛坯压紧在凹模压料面上，不形成皱纹或折痕，才能保证拉伸件不皱不裂。在确定压料面时要尽量降低拉伸深度，使形面乎绥，还一定要保证压料面展开长度比凸模展开长度短，材料才能产生拉伸。如果压料面展开长度比凸模长，拉伸时可能会形成波纹或起皱。如果压料面是覆盖件本身的凸缘部分，则凹模圆角半径只要根据具体情况确定，因覆盖件圆角半径一般都比