微型汽車后背門外板沖壓工藝淺析

李運杰,孫玉杰

（1.遼寧裝備制造職業技術學院，沈陽，110034；2.長城鉆探測井公司）

微型汽車后背門外板沖壓工藝淺析

李運杰1,孫玉杰2

（1.遼寧裝備制造職業技術學院，沈陽，110034；2.長城鉆探測井公司）

在某微型車的后背門外板沖壓模的實際開發過程中發現：制件拉深深度大，外形尺寸較大，形面幾何形狀比較復雜，成形困難、沖壓工藝補充以及后續模具設計比較復雜，沖壓過程中出現了裂紋、滾線現象，修邊工序出現廢料不能順利滑下等現象，通過對該制件沖壓工藝的研究，進行了合理改進。

白車身；覆蓋件；沖壓工藝

0 前言

汽車的質量與性能是汽車使用者關注的焦點，特別是汽車的外觀質量，它會直接影響到某車型在汽車市場上的飽有量。而汽車的外觀質量大多取決于汽車車身外覆蓋件的質量，并且汽車車身外覆蓋件的開發是整車開發的技術關鍵，對車身品質的保證起著決定性的作用。在某微型車的后背門外板沖壓模的實際開發過程中，通過對沖壓工藝的合理改進，有效地提高了后背門外板的質量，從而使汽車白車身整體質量得到了保證，使整車的開發項目能夠按期順利進行。

1 制件結構分析

在汽車車身覆蓋件中，后背門外板的開發難度比較大，它具有外形尺寸較大，材料較薄，形面具有對稱特征，但起伏比較復雜，深度比較深，表面質量和尺寸精度要求較高等特點，在拉深成形過程中容易出現拉裂、起皺、滾線等現象。而汽車車身覆蓋件的各曲面要求過渡圓滑,棱角清晰分明,富有動感,且要求表面精致,無皺痕、無拉傷破裂現象。還要求其整體性好,有足夠的剛度。因此，對產品的開發提出了比較高的要求，某公司新近開發的后背門外板如圖2所示，材料為DC05，料厚0.8 mm，外形尺寸（1790*1690*0.8）。從外觀上看，該制件材料比較薄、外形尺寸較大、形面幾何形狀復雜、成形難度系數大、沖壓工藝補充以及模具設計較復雜，開發制造難度較大。

2 沖壓工藝設計

覆蓋件成形時坯料各部分的變形狀態很復雜各處的應力很不均勻一個零件的成形往往需要拉深、沖孔、修邊、翻邊、整形等多道工序才能完成,給工藝設計提出了很高的要求。

本產品的沖壓工藝方案為：過拉延 (拉延坎加筋)如圖1所示、修邊沖孔、翻邊、翻邊沖孔四道工序。

（1）過拉延 (拉延坎加筋）沖壓工藝。為了保證在拉延成型過程中減小或不產生側向沖壓力，保證拉延質量，需要對后背門外板數字模型進行工藝補充,利用UG CAD軟件，將制件邊線沿曲面延伸，形成光滑連接面并形成封閉的盒型拉深件如圖1所示，其中雙點劃線為拉深料片邊界，距離拉延筋中心線的最小距離為85mm，并設計拉延坎與拉延筋如圖1所示，因為板料在壓料筋上彎曲和滑動，增大了進料的阻力，從而增大了徑向拉應力，減少了起皺的傾向，而且減少了沖壓件成型卸載后的回彈，提高零件的準確性。為了防止沖壓件在拉深過程中產生二級滑移線，在工藝補充面上做出二層臺階，如圖2所示A處，為了控制拉延時不進料，其拉延筋的幾何形狀設計為方筋，筋寬外皮12.6mm，內皮11mm,筋深8mm，筋槽圓角為R1mm。

圖1 拉深沖壓工藝補充

圖2 拉深沖壓工序工藝補充

（2）修邊沖孔側修邊側沖孔

修邊沖孔側修邊側沖孔的沖壓工序件坯料如圖3所示，廢料刀組的布置位置如圖3所示帶有“”標記之處，本工序的產品件如圖4所示。

圖3 修邊工序圖

圖4 制件

（3） 翻邊側翻邊（翻邊角R1)

（4）側翻邊側沖孔（翻邊角R1)

3 問題發現

3.1 第一道工序拉延件出現的問題

坯料尺寸為1700*1600*0.8；材料：DC05；凹模噸位（Ton）:1000t;凸模噸位（Ton）:700t;壓邊圈噸位（Ton）:300t;具體計算可參考參考文獻[3]

在拉延過程中發現：制件拉延調試時距到位狀態差45mm時制件開裂如圖5所示，此時壓力機的主缸與底缸的壓力為1000t/140t

3.2 修邊沖孔側修邊側沖孔工序件出現的問題

修邊沖孔側修邊側沖孔工序件出現的問題如下：

1)對應制件孔的位置不穩定，毛刺大。

2)模具工作后，廢料變形無法下滑。

3)廢料變形排出困難。

圖5 修邊沖孔側修邊側沖孔工序件出現的問題

4 原因分析

4.1 調整沖壓力

通常大型沖壓件通過反復試驗，調整壓力機的壓力，當壓力機的壓力調整到主缸800t/底缸160t時，制件不再開裂，但由于壓力不足制件出現皺褶現象，不能為生產所接受。因此，沖壓力不能降低，而壓力加大，制件必然開裂，所以，單一的調整沖壓力，不能解決問題。

4.2 修邊沖孔側修邊側沖孔工序件出現的問題分析及解決方法

（1）圖5（a）箭頭所示位置對應件孔的位置不穩定，毛刺大的原因是上模沖頭墩較長，強度較弱，導致沖頭墩有一定的活動量。鉗工倒把螺釘后，補焊增加強度。沖壓后該孔質量穩定，合格。

（2）圖5（b）箭頭所示，模具工作后，廢料變形無法下滑的原因是由于上模鑲塊不隨形，致使模具工作后，廢料變形無法下滑。調整刃口并加頂銷滑廢料，使廢料下滑順暢。

（3）圖5（c）箭頭所示，廢料變形排出困難的原因是整修與側修交刀處廢料，由于交刀使廢料變形排出困難；在交刀側下模加符型聚氨酯頂出廢料，使廢料傾斜滑出。問題得以解決。

5 拉延沖壓工序問題解決方案

根據上述分析結果，修改拉延筋：拉延筋槽仍為方筋，在筋槽內增加一個料厚間隙，即由0.8mm增大到1.6mm，同時將筋槽R角由R1mm加大到R3mm（參考參考資料[5]），減小進料阻力，并且補充部分板料，將板料尺寸調整到1790*1690*0.8。

6 結束語

后門外板沖壓件成型的關鍵工序是拉延工序與修邊側沖孔工序，無論是沖壓工藝，還是模具結構設計，都是一個復雜的過程，特別是每一個細節問題，往往是保證制件質量的關鍵。在實際工作中，更需要不斷總結經驗，積累經驗，本次汽車后門外板沖壓件開發問題的解決，為某公司汽車新產品的開發提供了保障，提高了新產品開發質量，縮短了新產品開發制造周期，為今后公司整車沖壓項目迅速開發奠定了基礎。

[1] 唐新榮.汽車覆蓋件拉延工藝性探討[J].汽車技術,1992(3): 31-33.

[2] 崔令江.汽車覆蓋件沖壓中的面形狀精度不良及其分類[J].汽車技術,1996(5):26-28.

[3] 劉華剛.汽車模具的裝配、調試與維修。北京。機械工業出版社，2009：66-67

Miniature cars back door plate stamping process analysis

Li Yunjie1，Sun Yujie2
(1.Vocational and Technical College of Liaoning Equipment Manufacturing，Shenyang，110034；2.Great Wall Drilling Logging Company)

In the actual development of a miniature car back door plate stamping die process found:the depth of drawing large parts,the larger dimensions, shape surface geometry is complex,difficult forming,stamping die design process and the subsequent supplementary more complex,cracks appeared in the stamping process,the phenomenon of rolling line,trimming process waste can not occur smoothly slide phenomena, parts stamping process by the study,for a reasonable improvement.

BIW;cover;stamping process;

論文來源于遼寧省現代遠程教育學會課題“推動汽車模具制造業發展的人才培養模式研究”