淺談拉延筋與壓料面的關系

文／嚴文超·一汽大眾汽車有限公司成都分公司

拉延模能否生產出尺寸精度合格、尺寸波動小、表面質量合格的覆蓋件，能否穩定地批量生產，對主機廠生產起著決定性作用。因此，在模具調試過程中，需要認識到拉延筋與壓料面兩者之間的關系，需要分清孰輕孰重，對兩個要素在整個成形過程中的作用要有清晰的認識，本文結合經驗和理論，對拉延筋與壓料面展開分析，對一般性拉延模調試具有一定指導意義。

拉延筋與壓料面的關系

⑴拉延筋。

拉延筋是拉延模的重要組成部分，根據筋的形式可分為半圓筋、方筋、坎筋等。一般來講，走料型拉延模設計成半圓筋，脹型類拉延模設計成方筋或者坎筋。半圓筋又有單筋和雙筋之分，需要較大進料阻力的通常設計成雙筋。

拉延筋的要素包括筋高、筋寬、筋R 角。其中筋高度和筋R 角大小直接決定了筋的進料阻力，筋寬度一般按標準設計。

⑵壓料面。

壓料面是壓邊圈上的環形封閉曲面，壓料面是拉延模不可或缺的要素，與拉延筋配合，形成筋-槽系統，共同控制進料量，為拉深出合格零件提供條件。

壓料面要素包括管理面、筋槽R 角、外壓料面。以筋為界，筋的里側定義為管理面，也叫內壓料面，筋的外側定義為外壓料面。

⑶拉延筋與壓料面的關系。

拉延筋與壓料面的關系，概括起來就是：拉延筋是提供進料阻力的主要組成部分，壓料面是提供阻力的次要部分，兩者相互配合，輸出一個有較小波動主體穩定的進料阻力，以調節板料機械性能、氣墊壓力、拉延油、料厚等因素的波動而導致的流料量的變化。

拉延模的調試

⑴認清拉延筋與壓料面的關系在拉延模調試過程中起著決定性作用。

壓料面的研修總原則是“里緊外松”。里即管理面，管理面著實色，即拉延筋里側靠近凸模一側的近似帶狀環形面，在帶板料刷藍油（研磨用的著色顯示劑）研配時，100%壓實壓白，理論上管理面間隙略小于一個料厚，外壓料面著虛色，即藍油顯示接觸點像霧狀，即沒有壓實壓白的點存在，微觀來講，外壓料面略大于一個料厚，著色達到要求后，配裝壓邊圈平衡塊以保持該間隙恒定不變。

⑵拉延筋高度對板料的阻力影響最大。

對于超低碳鋼薄板材(汽車常用牌號為DC04、DC06、DC07)，筋的高度一般為5mm，寬度為10mm，管理面最小有效平面寬度為8mm；對于鋁板筋高一般為6mm，寬度為12mm，管理面寬度最小為8mm。在研配過程中，筋及筋槽R 角、筋高度不輕易調整，當壓料面著色合格后，調試拉件，根據零件缺陷作出相應調整，如降低拉延筋高度、放大筋槽R 角等，直到調試出合格零件。

在這個過程中，由于板料在剛好接觸筋到成形完成這段時間內，處于完全自由并不可控狀態，加上汽車拉深件基本屬于近似于圓筒形封閉型零件，板料在轉角處必然存在徑向拉應力和切向壓應力，板料在切向壓應力作用下，壓料面產生很“隨意的起皺”。起皺程度與拉延筋的高度密切相關，筋越高，板料變形量越大，起皺越大，相反地，筋越低，變形越小，起皺越小，如果把筋降低，起皺可以減小，實踐經驗數據是當筋的高度降到1.5 ～2mm 時有微皺，降低到1.5mm 以下時起皺基本消除，此時筋的阻力系數相當于Autoform 的0.1 左右，即筋的進料阻力很小，此時的進料阻力主要由壓料面提供，而面在批量生產中由于溫度升高，摩擦系數變大，穩定性大打折扣。

因此，拉延模調試時，最重要的要素是拉延筋，拉延筋高度對板料的阻力影響最大，其次是筋R 角和筋槽R 角，影響較小的是管理面，外壓料面影響最小。由此可知，當需要調整這些要素時，應優先調整不重要的要素，影響最大的要素調整要謹慎。

調整順序應為：外壓料面→管理面→筋槽R 角→筋R 角→筋高。

⑶單筋阻力分析。

如圖1 所示，半圓筋的阻力由兩部分構成：彎曲阻力和摩擦阻力。在①、③、⑤點受到彎曲阻力，在②、④、⑥點受到的反彎曲阻力，再加上三處R 角的摩擦力，就是板料經過單筋所承受的全部阻力。板料在點①處發生彎曲，在點②處彎曲被拉直恢復，在點③處被反向彎曲，在點④處被拉直，在點⑤處再次彎曲，在點⑥處再次拉直，隨后進入第二條筋的初始狀態(雙筋)，進行下一個循環。如果是單筋，板料隨后進入管理面。所以，筋的阻力為彎曲與反彎曲力之和再加上各圓角處的摩擦力。

⑷雙筋阻力分析。

如圖2 所示，雙筋間距離為25mm，雙圓筋的阻力系數最高可達到0.6，筋的阻力系數在Autoform 里面從0.1 ～0.9；0.1 為阻力很小，有一定阻力，單根圓筋阻力系數范圍為0.1 ～0.3；0.4 ～0.6 為走料量較大，但還必須有大的進料阻力，達到規定變薄率的拉深模；0.7 ～0.9 為鎖死筋，常用于幾乎不走料的場合。0.4 ～0.6 的阻力系數為方筋（矩形筋）或者雙圓筋組合，這個范圍的拉深模走料較多，一般走料量在30mm 以上，這類拉深模對走料速度控制較嚴格，既要有足夠的進料阻力，又要有足夠量的料能流進去，雙圓筋能較好地滿足這種需求，采用雙圓筋調節進料阻力較合適。

從圖2 可以看出，雙圓筋時，板料經過第一條筋的摩擦力、彎曲力與反彎曲力后，進入第二條筋的初始狀態，所以，雙圓筋的進料阻力近似為兩單筋阻力的疊加。在拉深模的調試過程中，雙筋的阻力與筋的高度和筋R 角大小密切相關，筋的高度與其阻力成指數函數關系，即當筋的高度增加時，筋的阻力隨之增大，筋高度降低時，阻力也隨之減小，且變化率較其他因素更敏感和明顯。

拉深筋分擔的進料阻力增多，壓料面分擔的阻力就減小，即對面的依賴減小，鉗工更容易調試出穩定的拉深模。

結束語

拉延模調試時，需要認清拉延筋與壓料面各要素之間的關系，把更多的進料阻力分配給拉延筋，淡化壓料面的作用。拉延筋提供一個相對穩定近似常數的阻力，而管理面可通過氣墊壓力調節以獲得一個變化的進料阻力，二者疊加便得到一個主體穩而局部波動的阻力，以適應板料機械性能、拉延油、清洗油、溫度、摩擦系數等的波動。