汽車輪罩類深拉延模的調試方法改進

文／嚴文超，唐榮·一汽大眾汽車有限公司成都分公司

深拉延模具包括輪罩內板、輪罩外板、門內板、帶備胎槽的地板、行李廂內板等一系列模具，此類深拉延件最常見的缺陷為拉毛、積屑瘤、拉裂、縮頸、起皺等。汽車深拉延模具能否生產出尺寸、表面、剛性、變薄率合格，且匹配面、焊接面平整的零件，對整車質量起著至關重要的作用。因此，需要深拉延模具在生產過程中具有相當高的穩定性，穩定性表現在大裕度，高適應性，高溫度變化適應性，高油量變化適應性，高壓縮空氣波動適應性，要具備這些性能，就必然要對深拉延模的調試有一套精準的調試方案。

本文主要論述了汽車輪罩類深拉延模調試方法的改進，此種調試方法的改進能有效地解決深拉延模在生產過程中產生的常見缺陷，對生產效率的提升起著決定性的作用。

拉深成形

拉深成形是指用平面板坯制作杯形件的沖壓成形工藝，又稱拉延，拉延模按拉延深度習慣性地分為深拉延和淺拉延，一般拉延深度超過150mm 的稱為深拉延。一般情況下，淺拉延盡量做成純脹形，而深拉延多采用拉脹復合模，這類模具對走料要求較高。通過拉深可以制作成筒形、球形、盒形、階梯形、帶凸緣的和其他復雜形狀的空心件。采用拉深與切邊、沖孔、翻邊整形等多種工藝組合可制成形狀復雜的汽車外覆蓋件。汽車輪罩外板、輪罩內板、門內板、行李廂內板、帶備胎槽的地板等拉延深度較深(一般在150mm 以上)，這類模具通常采用拉深成形，其工作過程為：制作汽車外板的平面板坯一般采用0.6 ～1.0mm 厚的薄板料，相對來說成本比較低且易成形。板料在凸模的作用下，產生塑性變形，壓邊圈壓住的環形部分或近似環形部分的板料被凸模拉入到凸模與凹模之間的間隙內而形成零件。

深拉延模是否穩定，主要由壓料面的狀態決定，壓料面的關鍵點為管理面、拉延筋、筋槽R 角、外壓料面。以筋為界，筋的里側稱為管理面，也叫內壓料面，筋的外側稱為外壓料面。深拉延調試理念：“里緊外松”，即管理面全部著實色，外壓料面著虛色。

一汽大眾深拉延傳統的調試方法

⑴壓料面的研修：模具鉗工在研壓料面時始終帶著平衡塊研配。

研配壓料面過程中平衡塊始終著色，研修過程中所有平衡塊同時撤墊片。意味著操作過程中既要以平衡塊為基準，又要以凹模壓料面為基準來研壓料面，根據凹模壓料面數控加工測量報告、壓邊圈平衡塊安裝面測量報告、凹模平衡塊接觸面測量報告顯示，凹模壓料面與平衡塊安裝面、平衡塊接觸面的誤差走勢存在差異(圖1)，這時，就出現了兩個無法統一和調和的基準，就像一個人要向東走，同時也要向西走。模具鉗工在研修時可操作性不強，而由于平衡塊的存在，分擔了部分氣墊壓力，導致作用在壓料面的力減小，“里緊外松”的理念不能真正實現，目視已經達到目標，實則外壓料面還緊(還有硬點)，導致誤判。具體表現：當鉗工看到著色已經“里緊外松”的狀態時停止研修，進入零件調試階段。

圖1 綜合誤差趨勢

⑵深拉延模調試。

在調試過程中默認壓料面已到位，選擇不動。如果產生拉裂縮頸，鉗工大概率選擇調整筋槽R 角大小或者降低拉延筋高度；如果產生起皺，鉗工大概率筋槽R 角燒焊或者筋燒焊加高。模具在生產過程中不穩定，原因為帶著平衡塊研修壓料面不能真正達到“里緊外松”的要求，平衡塊分擔了部分氣墊壓力，鉗工目視看壓料面是達到了要求，實際上外壓料面還不夠“虛”，在批量生產過程中，外壓料面上板料拉亮(隱性硬點所致)，加上走料多，溫度升高，摩擦系數變大，出現縮頸、拉裂、拉毛、積屑瘤，嚴重影響生產。

由上圖分析可知，壓料面要同時滿足凹模壓料面誤差(與凹模壓料面服貼)，又要滿足平衡塊接觸面和安裝面的疊加誤差，是不可能實現的。

創新的深拉延模調試方法及理念

壓料面的研修流程

⑴拆掉所有平衡塊或者平衡塊不著色。

⑵以凹模壓料面為唯一基準，帶板料研修壓邊圈壓料面保證管理面(內壓料面)百分之百壓實，外壓料面虛色(指星星點點的著色，實質是外壓料面稍微大于一個料厚，以保證外壓料面的板料在走料時由于切向壓應力作用不起皺)。

⑶磨平衡塊，保證高度等高，兩面見光，備用。

⑷裝上兩面見光的平衡塊，在平衡塊上放置小段鉛絲，帶板料壓到研壓料面的高度，測量鉛絲厚度，在平衡塊下加上測量厚度的墊片，平衡塊全部裝上。

⑸帶板料壓件到2/3 行程時，在此高度繼續研修壓料面，主要研磨外壓料面硬點，保證管理面在板料拉深變薄后仍能著色(相當于把外圈再做虛一點，管理面自始至終都壓料)。

⑹第五步完成后進入調試零件環節，調試時優先調整筋槽R 角，筋的高度不輕易動，基本理念是：筋起主要的拽料作用，管理面輔助拽料，外壓料面控制板料在走料過程中不起皺(筋本身在成形時沒有壓料，由于筋成形所產生的皺是無法消除的)，所以，調試時盡量不輕易降筋的高度。

帶平衡塊研壓料面時，壓料面的硬點不明顯，因為部分氣墊壓力被平衡塊分攤了，作用在壓邊圈壓料面上的力減小，不易分辨硬點的真實性，導致工作效率低下。完成以上六步，調試完成。

實際應用

下面舉個案列：NF 后輪罩外板拉裂、縮頸、起皺、拉毛、積屑瘤的調試，模具結構見圖2。

圖2 NF 后輪罩外板模具結構

⑴缺陷問題。

NF 輪罩外板復制模具由于壓料面與筋、筋槽的配合問題，長期拉裂、縮頸、起皺、拉毛、積屑瘤，見圖3，生產不順暢，停臺時間嚴重超標，無法切換。嚴重影響車間生產效率，此問題必須解決。

圖3 缺陷類型

⑵現狀。

老模具壓料面大面積燒焊，裂紋、砂眼、氣孔、焊點與母材硬度差，導致拉毛、縮頸、開裂、起皺，停臺嚴重超標，處于完全不可控狀態。復制模具不能批量生產，前100 件可以生產，100 件后拉裂、縮頸、起皺同時出現，切換時間節點拖期。

⑶措施。

重新按新模具研壓料面，研修后的模具見圖4。

圖4 研修后模具

⑷思路。

壓料面研修按創新方法進行。筋主要起控制走料作用，內壓料面壓死，外壓料面虛(輪罩類深拉延，外壓料面可做空，相對內壓料面有≤0.20mm的高差，即內壓料面為+0.20mm，外壓料面為0)，除了筋成形時產生的皺外(此皺無法避免)，外壓料面保持在走料過程中皺不加大。筋高度一般不輕易降低，根據大眾標準規定，鋼板的拉延筋高度是5mm，檢查拉延筋高度局部為3.5mm，分析原因為前期廠家在研修壓料面時外壓料面著實色，調試時零件開裂，為了止裂，降低了筋的高度。

⑸方案。

凹模降銑1.5mm，保證筋的高度，重新按照創新的深拉延模調試方法研修壓料面，重新研修凸凹模型面著色。

⑹拉毛和積屑瘤的處理。

深拉延模走料多，速度快，溫升快，板料與模具的摩擦力大，易刮料屑(無論是鍍鋅板還是冷軋板)，每一件刮一點料屑，料屑累積到一定程度就變成積屑瘤，所以積屑瘤本質上是由拉毛引起的，解決了拉毛，就解決了積屑瘤，因此首要問題是解決拉毛問題。

使用400#、600#、1000#、2500#砂紙依次拋光，將表面粗糙度拋光到Ra0.25μm 以下，相當于鏡面，稱為拋光質量合格，見圖5。拋光合格，模具批量穩定后，表面做鍍鉻或PPD 處理，拉毛和積屑瘤消除。

圖5 拋光合格后模具

⑺改善效果。

創新的深拉延調試方法運用，NF 輪罩外板復制模具成功切換，停臺和廢品得到了有效控制，實踐證明，此調試方法可靠適用，能有效解決深拉延模具穩定性問題。改善后停臺情況見圖6。

圖6 改善后停臺情況

小結

深拉延模壓料面研修時，不帶平衡塊研修，氣墊壓力全部作用在壓料面上，硬點非常明顯，工作效率高，壓機的平行度無需考慮，壓邊圈在氣墊作用下自動找正，與凹模壓料面服貼。這種研法可以有效地去除外壓邊圈硬點，從而使管理面壓得更實。同時考慮拉延筋與管理面、外壓料面的關系，即筋成形中的主導作用，管理面使板料均勻流動不失穩的作用，進一步明確了外壓料面在深拉延中只是起控制板料流動過程中皺不加大的作用，所以，用此方法調試的深拉延模裕度大，能適應板料機械性能的較大波動和大線生產時油量的波動，能有效解決摩擦系數隨溫度升高而增大的問題。在生產過程中將模具受氣墊壓力波動的影響降到了最低，消除了模具對平衡塊的依賴(甚至不需要平衡塊也能正常生產)。

結束語

綜上所述，平衡塊是用來調整的，當板料機械性能波動很大時，調整平衡塊臨時生產用，在模具調試時盡量不用。尤其是深拉延模具的調試，更是如此！此方法通過實踐檢驗，可以放心使用，供行業同仁參考。