文/梁家春，楊賢軍，畢錫虎·奇瑞汽車股份有限公司制造中心設(shè)備動(dòng)力部

汽車覆蓋件成形缺陷分析及控制措施

文/梁家春，楊賢軍，畢錫虎·奇瑞汽車股份有限公司制造中心設(shè)備動(dòng)力部

沖壓成形技術(shù)在沖壓技術(shù)中是一門關(guān)鍵的技術(shù)，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)到模具開發(fā)制造完畢，最后在拉伸模調(diào)試時(shí)（產(chǎn)品成形過程），出現(xiàn)的拉伸件質(zhì)量是多種多樣的。通過對(duì)汽車覆蓋件在拉延過程中的起皺和開裂現(xiàn)象進(jìn)行分析，從產(chǎn)品、沖壓工藝、拉伸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、沖壓材料、模具調(diào)整技術(shù)及沖壓條件等幾個(gè)方面較詳細(xì)地說明解決零件拉延起皺、開裂的方法和控制措拖。

汽車覆蓋件（以下簡(jiǎn)稱覆蓋件）是指構(gòu)成汽車車身或駕駛室、覆蓋發(fā)動(dòng)機(jī)和底盤的薄金屬板料制成的異形體表面和內(nèi)部零件。覆蓋件的制造是汽車車身制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是體現(xiàn)整個(gè)車身美觀和體現(xiàn)質(zhì)量性能的零件，覆蓋件表面不可有波紋、皺紋、暗坑、邊緣拉痕、擦傷以及其他破壞表面完美的缺陷。車身表面質(zhì)量的好壞取決于覆蓋件拉延的結(jié)果，而拉延模是拉出合格覆蓋件的關(guān)鍵。下面針對(duì)拉伸過程中容易出現(xiàn)制件起皺、開裂問題進(jìn)行分析和研究，并得出相應(yīng)的解決措施。

產(chǎn)品形狀設(shè)計(jì)是否合理

由于制件拉伸深度的不同以及制件形狀起伏較大，很容易在沖壓拉伸過程中產(chǎn)生開裂和起皺現(xiàn)象。例如：公司生產(chǎn)的某車型側(cè)圍外板產(chǎn)品由于制件成形復(fù)雜，導(dǎo)致該產(chǎn)品在生產(chǎn)中側(cè)圍三角區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)起皺和門檻開裂（圖1）。所以設(shè)計(jì)時(shí)要考慮一些相應(yīng)措施，同時(shí)對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，例如調(diào)整沖壓方向、修正合理的壓料面、在適當(dāng)?shù)奈恢貌贾美咏睿▓D2）、以及增加工藝補(bǔ)充或切口，使之生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

圖1 門洞處開裂

圖2 更改雙拉延筋解決

拉延模設(shè)計(jì)工藝性是否合理

覆蓋件工藝性主要表現(xiàn)在沖壓性能、焊接裝配性能、操作安全性、材料消耗及性能的要求。覆蓋件的沖壓性能，在多數(shù)情況下是以拉伸件為先決條件的。拉伸過程中在設(shè)計(jì)拉延件時(shí)不但要考慮沖壓方向、壓料面形狀、拉延筋形狀及布置、工藝補(bǔ)充部分等設(shè)計(jì)，對(duì)于這些方面設(shè)計(jì)是相輔相成，也是成形技術(shù)的關(guān)鍵，所以覆蓋件的拉伸模具工藝設(shè)計(jì)是非常重要的，這不但能決定產(chǎn)品拉伸好壞，而且給下道修邊、翻邊工序創(chuàng)造有利條件，對(duì)于覆蓋件工藝設(shè)計(jì)一般應(yīng)注意：⑴沖壓方向的確定；⑵合理增加工藝補(bǔ)充部分；⑶壓料面形狀的確定；⑷工藝切口和工藝孔的設(shè)置。增加工藝補(bǔ)充解決產(chǎn)品起皺問題如圖3所示。

模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理

緩沖裝置設(shè)置

覆蓋件拉延是在雙動(dòng)壓力機(jī)上進(jìn)行，壓機(jī)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊力，導(dǎo)致模具開始工作階段材料變形不均勻，局部起皺，因而模具設(shè)計(jì)應(yīng)有緩沖裝置，在壓料面以外加聚氨酯，消除拉延開始時(shí)產(chǎn)生的過大沖擊力，以滿足工作時(shí)開始拉延變形，使拉延件不出現(xiàn)皺裂。例如公司S11車型后底板本體在模具下模頂料圈上，增加四個(gè)φ80mm×100mm的聚氨酯來消除沖擊力，起到很好效果。

工作限位塊設(shè)置

由于覆蓋件在拉延時(shí)受多方面因素的影響，如壓力機(jī)精度、模具制造誤差、壓邊力、員工涂油等，造成壓料面間隙不均勻，各點(diǎn)的壓力不均勻，導(dǎo)致拉延開裂、起皺（圖4）。限位塊的作用是調(diào)整壓料面的間隙，穩(wěn)定進(jìn)料阻力，使材料流動(dòng)均勻。限位塊數(shù)量根據(jù)具體的模具進(jìn)行布置，其間隙調(diào)整為最大不產(chǎn)生皺紋，最小不低于制件料厚。

圖3 產(chǎn)品問題和解決措施

模具調(diào)整合理性

調(diào)模作業(yè)對(duì)模具生產(chǎn)的時(shí)效性影響很大，正確有效的調(diào)模作業(yè)方法可以迅速排除模具故障，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，確保生產(chǎn)效率，減少浪費(fèi)，節(jié)約成本。調(diào)模作業(yè)是一項(xiàng)技術(shù)要求很高的工作，作業(yè)人員應(yīng)具有一定的沖壓工藝知識(shí)，熟悉掌握機(jī)床狀態(tài)、模具狀態(tài)、模具結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品成形過程和產(chǎn)品尺寸要求等生產(chǎn)要素，并有敏銳的觀察、分析、判斷能力和豐富的調(diào)模經(jīng)驗(yàn)。不分青紅皂白盲目對(duì)模具進(jìn)行調(diào)整和修理，只會(huì)破壞模具狀態(tài)，惡化產(chǎn)品質(zhì)量。不同的人，由于知識(shí)、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)等的不同，對(duì)于同一問題點(diǎn)，作出的調(diào)模對(duì)策和方法可能會(huì)有一些差異。但是，即使是殊途同歸，在調(diào)模作業(yè)時(shí)，也必須注意遵循以下原則。

圖4 覆蓋件在拉延時(shí)容易產(chǎn)生的問題

穩(wěn)定性原則

如前所述，調(diào)模的目的就是快速恢復(fù)模具正常生產(chǎn)狀態(tài)，所以調(diào)模的對(duì)策和方法應(yīng)該在確保模具生產(chǎn)（產(chǎn)品質(zhì)量）穩(wěn)定性的前提下進(jìn)行，切忌“頭疼醫(yī)頭，腳疼醫(yī)腳”、治標(biāo)不治本的做法。否則縱然一時(shí)能夠恢復(fù)生產(chǎn)，也會(huì)遺留模具事故或質(zhì)量事故的隱患，一旦發(fā)生事故，反而得不償失。

相關(guān)性原則

相關(guān)性主要有以下兩種：一是產(chǎn)品尺寸的相關(guān)性，對(duì)產(chǎn)品而言，必然有形狀和位置尺寸來決定其空間形狀和位置的唯一性，也就是說，產(chǎn)品的任何空間尺寸都不會(huì)是完全獨(dú)立的，而是互相關(guān)聯(lián)的。二是產(chǎn)品成形的相關(guān)性，產(chǎn)品在模具中往往需要經(jīng)過多個(gè)工序沖壓成形，其尺寸受模具各工序工作零件和輔助零件的制造精度和配合精度的影響,所以應(yīng)將模具視為產(chǎn)品沖壓成形系統(tǒng)，既要保證同一工步的成形精度，又要兼顧相關(guān)工序的成形影響，維持系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡。所以在調(diào)模作業(yè)前，應(yīng)先了解清楚相關(guān)尺寸的數(shù)值和相關(guān)成形工序（零件）的功能，充分考慮調(diào)模作業(yè)可能造成的相關(guān)尺寸變化趨勢(shì)和對(duì)產(chǎn)品成形穩(wěn)定性的影響，否則就可能造成“撿了芝麻漏了西瓜”、顧此失彼的局面。

可逆性原則

所謂可逆性，是指模具的調(diào)整對(duì)策無效時(shí)，能夠在機(jī)臺(tái)上恢復(fù)原有狀態(tài)，重新對(duì)策調(diào)整?？赡嫘栽瓌t不僅有利于排除故障原因，還可防止調(diào)模時(shí)出現(xiàn)盲目損壞模具部件的無序狀況。作為生產(chǎn)中的模具，其零部件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)制造，已經(jīng)在實(shí)踐中證明了其合理性，只是因?yàn)槟撤N原因出現(xiàn)故障而已。當(dāng)然，調(diào)模時(shí)難免會(huì)改動(dòng)零部件尺寸，正所謂“大膽假設(shè)，小心求證”，遇到尺寸改動(dòng)不可逆（即需要重新加工而無法用墊片等恢復(fù)）時(shí)，就應(yīng)該謹(jǐn)慎從事，考慮周到。若破壞了工件卻又調(diào)整無效，反而得不償失，徒增模具修理難度和修理費(fèi)用。

可溯性原則

所謂可溯性，是指模具的調(diào)整應(yīng)當(dāng)在受控狀態(tài)下進(jìn)行，為何調(diào)整，如何調(diào)整，都應(yīng)記錄在案，作為追溯、總結(jié)和學(xué)習(xí)的依據(jù)。這是我們提高調(diào)模技術(shù)的重要途徑。

結(jié)束語

對(duì)于拉延模具調(diào)試，如果是拉延件工藝性較差導(dǎo)致，則要重新設(shè)計(jì)拉延件，以拉延出合格產(chǎn)品。其他因素導(dǎo)致的話，可以各自進(jìn)行固化和調(diào)整，使其達(dá)到理想狀態(tài)確保制品的拉伸合格，以上僅是從工藝和拉延模設(shè)計(jì)以及調(diào)整幾個(gè)方面討論了如何防止或解決覆蓋件拉延皺裂問題，引起拉延件皺裂的原因很多，只要對(duì)發(fā)生的現(xiàn)象仔細(xì)研究和分析，不同情況用不同的方法去解決，就會(huì)拉伸出表面質(zhì)量好的覆蓋件。