第二篇：汽车冲压件

汽车车身冲压的新技术和发展趋势

摘要：当今汽车制造业已进入了发展新阶段，尤其是汽车车身冲压的制造工艺水平的不断进步，在很大程度上对汽车制造质量和成本产生直接而重要的影响。模块化冲压技术、新模具材料、特种冲压成型，尤其是计算机辅助技术极大促进了冲压技术的发展。随着制造业、汽车工业全球化、网络化和虚拟化的不断深入，汽车冲压工艺技术和模具技术的发展已与先进制造技术、智能技术、电子信息及计算机集成技术等众多学科相互交叉、紧密结合。本文主要介绍目前汽车车身冲压工艺中的最新技术，并结合实际对冲压工艺的发展趋势进行阐释。

1．前言

当今世界汽车行业普遍认为，汽车车身冲压成形技术是汽车制造技术的重要组成部分，每一次汽车车身的更新换代都需要开发相应的专用模具和增加必要的生产线。因此在冲压生产中，如何提高冲压生产效率、降低生产成本，正确选取和采用新设备、新材料、新工艺等是冲压技术中的主要课题

众所周知，汽车车身的金属件几乎100％为冲压件，而且汽车车身的更新换代速度快。这就决定了冲压成形技术在汽车产品的开发中不仅影响制造周期，还直接影响成本和产品品质。汽车车身冲压成形技术的关键是冲压工艺与模具技术。冲压工艺的合理与否决定了模具调试的难易程度；模具设计决定了模具制造的难易程度及制造管理过程，因而直接影响模具制造成本和周期。

尽管国内外已通过长期的实践积累了大量的经验，形成了较系统的设计制造规则和方法，但新技术的出现仍可能为冲压工艺和模具技术的重大变革带来机遇。特别指出的是，以CAD／CAE／CAM 为特征的计算机技术在冲压成形中的应用不仅能引起传统工艺流程在周期、成本和品质方面的变化，而且使一些以前难以实现的工艺设想可能成为现实，根据目前国际汽车冲压和模具技术的发展趋势，已经形成了包括模具设计和冲压技术模块化、新材料及复合材料冲压加工工艺、计算机模拟冲压成形及虚拟试模技术、特种成形技术和模具制造技术等重大课题。因此，我国汽车业要想在新的国际变革中站稳脚跟，就必须对此认真加以研究。

2．模具设计和冲压技术模块化

2．1模块化模具设计

汽车车身零件虽然千差万别， 但同类零件在尺寸大小和结构特征上一般是相近的，同一类模具的结构特征也是类似的。通过分析模具的结构特征，模块化模具设计将模具划分为模具模架、成形工作部件和基础件等模块，根据其复杂程度采用不同的制造方法，通过并行工程加快设计制造速度。模块化模具设计考虑到模架的通用性，建立常用汽车车身件模具模架库，将常用的汽车车身模具的模架按照规格型号的大小分为大、中和小三个等级，一个车型的大部分大型模具，只要有这三种类型的模架即可。这样不仅可大大减少设计制造的工作量，还可降低设计制造成本。

2．2模块式冲压技术

模块式冲压是最近几年发展起来的新兴技术，一般模块式冲压加工系统由一台带有控制功能模块式冷冲压的压力机、卷材带材送进装轩、带材矫正机及可编程进给装置等构成。系统在运行时可进行冲模横向位移、带材进给定位、冲模重复运行及自动调整下工步等多项功能。由于在冲压过程中进行可编程冲压，使这种模块式冲压系统能柔性地适应生产需求，在相同带材上进行不同工件及批次的混合生产，实现串接式加工，还同时在工件两面冲压加工，极大地提高了工作效率。

模块式冲压的突出优点在于能把冲压加工系统的柔性与高效生产统一起来。概括而言，模块式冲压的特点包括：（1）在冲压成形过程中快速更换组合模具以提高生产效率；（2）由于具有带材的供带和矫带装置，可省却另设上料下料工序；（3）实现了大工件的不停机加工；（4）既能独立又能成系列的控制组合冲模动作，能连续进行冲压加工；（5）冲模具有可编和的柔性特点。

3．车身模具新材料和先进制造技术

目前汽车行业的研发热点是车身轻量化成形工艺，欧洲汽车专家预测。在未来1O年里轿车自身重量还将比现在减轻20％ 。

当前，发达国家在材料和成形技术开发与应用方面正方兴未艾。使用铝合金和镁合金代替钢铁是目前各国汽车制造商主要的减重措施。据不完全统计。20xx年全世界消费铝约3O MT。其中汽车工业的用量为6．5 MT，约占总消费的22％，使用铝合金代替钢铁是目前各国汽车制造商主要的减重措施，另外，在承受冲击时铝板比钢板多吸收冲击能50％。

我国的镁矿资源丰富，占全世界的50％左右。镁合金由于除了能满足汽车轻量化的要求外，还具有易加工、易回收、环保好等优点。因而在现代汽车上也得到了愈来愈多的应用。可以预计，随着这些高强、轻质材料的广泛应用和汽车结构的进一步改善，汽车的自质量有可能下降1/2以上。预计到20xx年，适合于铝、镁等各种不同轻质材料的汽车车身冲压工艺CAD (CAPP)和冲压件成形技术会得到进一步完善。

对于轻量化车身成形工艺与模具技术的探索，在理论研究方面，要进一步探讨新一代铝、镁合金等轻金属的大幅度弹塑性变形本构关系及参数获取，表面摩擦特性的机理；在工艺技术方面，要研究铝、镁合金的冲压回弹、起皱、拉裂规律和毛坯反求等问题；在模具制造方面，要研究模具毛坯快速制造方法，开发快速精密加工与精密测量技术和装备，同时，还要研究与之配套的铝、镁合金冲压工艺试验技术与装备。

另一方面，最近几年，“亚毫米冲压”概念逐渐深入人心。亚毫米冲压是指汽车车身冲压件的精度控制在

0-1.0mm的范围内，与过去制造业通行的误差2mm相比，是个非常大的提高。亚毫米冲压的中心是冲压件的精度与敏捷度两个目标，精度就是使冲压件尺寸准确度控制在0毫米或亚毫米的水平，其关键是控制车身支架、立柱等结构件的尺变动，并使汽车覆盖件分块度大，如采用整体左右侧板和顶盖板等。敏捷度含义则是指减少冲压件的生主准备时间达30%，包括模具设计、试样制造和工装准备时间，以达到极大缩短新车型制造周期的目的。

通过亚毫米冲压项目的研究，使冲压过程和部件装配工艺的设计不仅由基于经验和传统工艺向科学和数据过程的转化，而且向CAD和模拟试模转化，同时实现了过程监测和设备维护由被动响应向科学预测式转变。

4.特种冲压成形技术

现代汽车冲压件的技术要求正朝着结构复杂、分块尺寸增大、承载能力变大和内应力限制严格等方向发展，传统的汽车冲压件成形工艺已经不能满足目前车身制造的要求，一些有条件的企业开始广泛研究和开发板材成形新技术，促进了特种冲压成形技术发展。这里简要介绍液力拉深、内高压成形和电磁成形等几种新工艺在汽车冲压件成形中的应用。

4．1 液力拉深技术

传统的拉深模具由刚性凸模、压边圈和凹模构成。拉深过程中，凸模底部材料几乎不发生塑性变形，坯料的主要变形区是凸缘区。该区材料在周向压应力和径向拉应力作用下发生塑性变形并被逐渐拉入凹模内，转化形成筒壁。液力拉深技术是在原理和方法上不同于传统拉深方法的一种新技术，包括液力深拉深和液力正拉深两种。

液力深拉深利用压力介质(大多是油水乳剂)进行成形，主要在双动液压机上完成。液体介质一般为油或水。由于成形过程中拉深凸模压入液压腔而产生向各个方向起作用的反压力，并将要成形的坯料始终紧压在凸模表面上，因此加大了凸模与坯料之间的附着摩擦，不仅使拉深力大大提高，而且成形件的精度很高，也利于减少回弹；此外，由于板材不是在刚性圆角上进行拉深，而是通过液体间隙的压力被拉深，因而成形件应力分布均匀，表面质量高。

液力正拉深是利用压力介质(大多是油水乳剂)进行成形的。由于板坯不与凸模或者凹模摩擦，而是通过液压乳剂将板坯挤压到凸模上，因此不仅模具磨损度小，模具的耐用度高，而且工件可达到较理想的表面质量。此外，由于使用液力正拉深工艺费用低于传统工艺，用一套模具可以加工各种材料和任何厚度的板材，模具费用大为降低。

4．2 内高压成形

液压式内高压成形技术与其他冲压成形技术相比，有几项明显优点：（1）在成形过程中可一次加工出顶盖板、门框等大型复杂几何形状的工件；（2）因为液体在成形过程中冷却作用，使工件被"冷作强化"，从而获得比一般冲压加工更高的工件强度，这使得允许采用更薄的板材，使工件更轻量化；（3）工件外表板面只与压力液体接触，加压过程较平缓，零部件成形变化均匀，可获得匀称的压力分布，获得更好的平滑外表面；（4）冲模和工具费用可下降40%，特别可降低凸型零件加工的节拍时间，约为0.1-0.5MIN，这在特种成形工艺中是较短的，可实现批量生产。目前，宝马汽车公司的仪表板支撑梁以及大众汽车公司2，O1—16V_4汽油发动机排气系统的制造都采用了内高压成形技术。

4．3 电磁成形

利用通电线圈产生的电磁力的电磁成形工艺，是目前颇有前途的另一种新型加工手段。当线圈通入交流电时。数微秒内建立起磁场，使金属工件尤其是导电率强的铜铝材质感生出电流 ，感生出电流，感生电流又将受到磁场力作用，使工件产生张力与凹模吻合而迅速成形。当线圈在工件内时，电磁力将使工件外张成形；当线圈平面平行于板件放置时，电磁力将使工件拉伸成形。其突出优点一是加工成形迅速、工效高，二是常用于金属与非金属的连接，可取代粘接或焊接；其三是不消耗辅助材料如润滑油脂等，有利于环保。

5.冲压工艺改进和计算机辅助技术

汽车覆盖件冲压工艺设计，是在考虑冲压操作方便、安全、模具结构合理、工件及废料排出顺畅等要求的基础上，根据产品结构形状和技术要求确定拉延、修边、冲孔、翻边等工序的先后顺序及各工序的具体内容。国外汽车车身覆盖件冲压工艺CAD和冲压件成形过程的计算机模拟技术应用较早，如美国三大公司，德国大众和宝马以及法国雷诺等公司。

汽车覆盖件冲压工艺问题主要集中在以下三方面：

1 冲压方向的选择

不同类型的模具冲压方向的选择具有不同的准则。对于拉延模具而言，冲压方向的选择要求模具型面无闭角，开始拉延时凸模与毛坯的接触面积尽可能大，位置尽可能居中，且接触部位要多而分散。这些经验的判定准则，主要从几何方面进行考虑，比较容易进行数学描述和分析计算，一般可借助几何CAD系统进行冲压方向优选，如Pro／DIEFACE直接借助其CAD系统的几何处理功能，对人工确定的一系列冲压方向进行几何计算，将结果以拉深等高线的方式反馈给用户，最后由设计人员确定适当的冲压方向。随着建模技术和优化设计的发展，国内不少研究机构建立了基于优化模型的冲压方向优化计算法，如根据确定汽车覆盖件冲压方向的原则，建立冲压方向的优化模型和评价函数，通过截面线将复杂的三维空间问题转化为二维问题，求出可行域，再将二维问题的分析结果综合起来得到三维问题的结果，然后进行优化并最终求得最佳冲压方向。

2 覆盖件拉延工艺补充面和压料面的设计

覆盖件大多形状不规则，很难满足拉延成形工艺的要求，其形状多半也是复杂的空间曲面，不仅需要确定型面补充走向、型面补充范围等，还需要描述其空间几何形状，是一个涉及边界条件以确保成形顺利实现的创造性过程。目前这一问题通过对零件几何的定性分析来确定，借助于曲面造型功能软件来完成。如借助于UG NX2提供的丰富曲面构造功能，根据典型截面线的形状，灵活运用各种曲面构造方法，完成各个曲面片，再对曲面之间的过渡进行处理，完成工艺补充面和压料面的设计。UG NX2的Die Engineering模块在确定压料面和修整零件边界后，根据工艺补充典型截面线和相应规则，采用参变量的方法来控制与设计工艺补充面，最后形成压料面与工艺补充面的整体型面。国内在借助图形软件的基础上也对此有不少研究，如利用工艺补充典型截面线，采用二维截面特征，利用多种曲面造型混合的方法实现参数化工艺补充面的交互设计和基于变量化技术的工艺补充面和压料面设计法。

3 覆盖件拉延筋的设计

拉延筋是冲压成形过程中拉延张力的主要提供者。传统设计中，拉延筋与凹模圆角的尺寸都是固定数值，根据经验来设计，然后在模具调整过程中通过打磨调整拉延筋几何参数以使零件顺利成形。随着计算机技术、模拟技术和成形理论的发展与应用，建立拉延筋阻力模型，通过有限元分析、模拟来优化拉延筋设计的方法得到了广泛研究和应用。

目前，拉延筋的设计主要通过改进拉延筋模型和引入优化算法来完成。在拉延筋阻力模型的建立上，出现了考虑拉延筋约束阻力、厚向应变和约束保持力的等截面三维等效拉延筋模型，其应用是将拉延筋模型抽取出来，根据其几何参数、受力情况和金属流动建立数据模型，再嵌入冲压成形型面模型中，用有限元法模拟拉延筋在拉延成形中的过程和作用，分析拉延筋主要几何参数对压边力和拉延筋约束阻力

的影响。

可以说，汽车覆盖件工艺设计是产品设计与产品制造之间传递和管理信息的桥梁和纽带，覆盖件冲压工艺设计与工艺管理的一体化是适应资源快速配置，优化产品制造过程，实现产品开发过程的关联性、全球化和网络化要求的。目前计算机辅助覆盖件工艺设计是以交互式为主流，以智能化为研究热点。采用混合决策方式和基于知识的设计方法将是当前研究的趋势。但工艺设计是一个有序而又需要多次检验和往复修改的设计过程，工艺设计与工艺管理的一体化的实现仍有不少地方需要研究，目前还只是实现了初步信息的传递、关联性设计和一些简单管理。

6．冲压工艺发展趋势

汽车冲压工艺设计是一个过程性设计，要通过经验、知识对产品信息不断分析来完成，其设计结果需要检验

评价。通过设计—评价—再设计的迭代过程来实现最优设计，是汽车工艺设计发展的重要方向。目前可以说

CAE技术已成为覆盖件工艺设计的检验工具和工程人员修改工艺设计的有力依据。用CAE的结果来指导工

艺设计，进而实现工艺的自适应设计将是今后的又一研究方向。

另一方向，汽车车身覆盖件工艺设计应根据产品形状结构、工艺性、模具制造的合理性、均衡性及成本最低

化原理，来建立优化决策机制，制定产品的工艺路线、任务分配及详细工艺设计。混合智能新技术将是解决

该领域问题的一个发展途径。如KBE技术、工艺决策推理机制、人工神经网络(ANN)、遗传算法(GA)、Petri

网等智能化技术及并行工程、CIMS思想等的混合决策技术和多智能体技术的综合智能体系。

7．结束语

进入WTO后我国汽车工业成为中国国民经济的支柱产业，汽车总产量在世界排位已由去年的第六名升至第

五名，预计"十五"期末中国的汽车总需求量为600万辆，相关装备的需求预计超过1000亿元，到20xx年，中国的汽车生产量和消费量可能位居世界第二位，仅次于美国。随着汽车制造工业全球化、网络化和虚拟化

的发展与应用，汽车冲压工艺技术和模具技术的发展应与先进制造技术、智能技术、电子信息及计算机集成

技术等众多学科相互交叉、紧密结合。实现覆盖件工艺设计与工艺管理的一体化，实现对制造资源的快速配

置和关联工艺设计，优化设计制造过程，并对产品制造合作伙伴的工艺设计及管理工作流程进行控制，是时

代发展的要求和必由之路。 浅谈如何提高汽车覆盖件拉延件的质量

2007-6-1 10:33:40 来源: 转载 编辑:zc

汽车覆盖件是组成汽车车身的薄板冲压件。它具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大及表面质量要求高等特点。形状复杂的覆盖件往往要经过多道工序才能完成。与其它冲压件相同，汽车覆盖件拉延件质量的好坏直接决定着最终产品件的外观质量，因此了解影响汽车覆盖件拉延件质量的因素，从而采取相应的措施来提高拉延件的质量，就成为获得理想汽车覆盖件的关键。

影响拉延件质量的因素很多，除工件自身结构特点外，工艺方案的制订模具结构的设计与制造以及模具调试的经验等也都对能否获得理想的拉延件起着至关重要的作用。

一、工艺方案对汽车覆盖件拉延件质量的影响

确定拉延工艺方案是覆盖件拉延的第一步。合理的工艺方案能改善工件的成形工艺性，降低工件成形的复杂程度。

1.1材质的选择

不同材质对拉延件的质量有很大影响。板材的塑性好、组织均匀、屈强比小、板平面方向性小而板厚方向性系数较大时，材料的拉延性能较好。选择材质应根据工件成形的剧烈程度，主要考虑板材料的抗破裂性、贴模性和定形性。由于材料的抗破裂性差会导致零件在拉延过程中严重破坏，因而在目前的冲压生产中主要用抗破裂性作为衡量板材冲压成形性能的指标。覆盖件多由厚度为0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5 mm的08 F或08 AL的冷轧钢薄板冲压而成。由于覆盖件形状复杂可能引起

拉延塑性各异和拉延深度不等，因此正确地选用钢板的拉延性能等级不仅可提高拉延件质量，而且可以减小废品率，降低成本。对于一些表面质量要求高、形状复杂的外覆盖件，如微型载重汽车前围板，后门柱外蒙皮等还需采用进口的冷轧钢板，如日本的SPCE,SPCL等。

1.2拉延方向的确定

确定拉延方向的目的是确定拉、延模中制件的坐标位置，正确地选择拉延方向不仅是获得理想拉延件的保证，而且将对后续冲压工序安排产生较大的影响，因此，拉延方向是确定拉延件的第一要素。 对大多数汽车覆盖件来讲，一般可以根据工件自身结构特点，并结合整个冲压工艺安排来确定拉延方向，而对于一些左右件对称半敞开的空心覆盖件常采用成双拉延的方法，这种方法可以消除工件因受力不均而引起的坯料移动，不仅可以改善冲压条件，减少劳动量，同时可以减轻压力机的负荷，提高拉延件的质量。

1.3压料面的选取

由于设置压料面是为了使板料拉延时增加拉应力，以改善拉延条件，因此合理的压料面不仅能保证压料面上的材料不起皱，还可以保证拉人凹面的材料不皱裂。设置压面料时须考虑保证各部位进料阻力均匀，而拉延深度均匀是保证压料面各部位进料阻力均匀的主要条件。进料阻力不均匀，在拉延过程中拉延毛坯就有可能沿凸模顶部窜动，严重的会产生破裂和皱纹。图1为凌河牌双排座载货车中立柱的上段，若将拉延方向旋转60，则可使压料面两端同高、进料阻力均匀，同时保证凸模开始拉延时与拉延毛坯的接触部位接近中间，拉延成形好。

1.4工艺补充部分的添加

汽车覆盖件种类繁多，其中一些件形状复杂，结构不对称，直接成形较困难，设置必要的工艺补充部分有利于改善拉延件的工艺性，提高拉延件的质量。一般确定拉延件工艺补充部分应遵循以下原则。①使拉延深度尽量浅；②尽量利于后续工序采用垂直修边；③工艺补充部分应尽可能小。

1.5工艺切口的设置

工艺切口主要是针对一些局部变形剧烈或存在反拉延的工件而采取的工艺手段，一般由模具调试试验而定，其位置、大小、形状和数量因制件而异。工艺切口常设在拉应力最大的拐角处，且与局部凸起边缘形状相适应，以便材料合理流动，切口的切断部分应邻近凸起部位的边缘，同时工艺切口的设置保证工件既不能因压力过大而产生纵向、横向或不规则破裂，又不能因压力过小而起皱，要起到调整拉应力、走料方向的作用。一般工艺切口在模具工作过程中冲出，也有时需在坯料上预先剪出，以改变成形时的应力状态，使局部变形得以减轻，从而使该处在拉延过程中能满足强变形区或反拉延材料流动的需要。如凌河牌载货车后门柱（图2）的拉延，由于左右件对称，采用的是左右件成双拉延的方法。由于工件上端槽盒处拉延深度较大，因而变形比较剧烈。为缓解该处变形供料困难问题，下料时需在板料上端中间处剪出一个工艺切口，这样就可以避免两槽盒连接处出现拉裂现象。

二、模具结构对汽车覆盖件拉延件质量的影响

在影响汽车覆盖件拉延件质量的诸多因素中，模具结构的影响也是非常大的。凸、凹模圆角半径、凹模工作部分的几何形状、模具的导向方式、拉延筋（槽）的设置、模具通气孔等都直接影响着覆盖件拉延件的成形效果。

2.1凸凹模圆角半径的确定

凸、凹模圆角半径的大小对于能否获得理想的拉延件起着很大的作用。覆盖件拉延件常见的两种主要缺陷是起皱和拉裂。当凸模圆角半径过小时：拉延毛坯的直壁部分与底部的过度区的弯曲变形加大，会使危险断面的强度受到削弱；而当凹模圆角半径过小时，又会使毛坯侧壁传力区的拉应力相应增大。这两种情况都会使拉延系数和板料的变形阻力增大，从而引起总拉延力的增大和模具寿命的降低。若是凸模或凹模圆角半径过大，则板料变形阻力较小，金属流动性好，但又会相应减小压边的有效面积，使制件容易起皱。因此确定凸、凹模圆角半径时必须对工件变形特点、拉延筋等因素综合考虑。

2.2凹模工作部分的几何形状

形状不同的凹模工作部分也会影响拉延件的质量。凹模分为平端面凹模和锥形凹模两种。采用锥形凹模通常会使毛坯变形区具有极大的抗失稳能力，而且与平端面凹模相比可允许采用相对厚度（t/D。）较小的毛坯而不致起皱。

2.3模具的导向方式

拉延模的导向包括凸模与压边圈、压边圈与凹模两个方向的导向。摸具导向的合理与否直接影响着拉延的可靠性，因而合理稳定的导向可以保证模具周圈间隙的均匀性及拉延凸凹模型面的贴合性，从而保证拉延件的质量。普通拉延模大多采用导板或导柱进行导向，而对于在拉延过程中侧向力较大的覆盖件拉延模（多指结构不对称工件）的导向可采用背靠块式导向装置进行导向。

2.4拉延筋（槽）的设置

设置拉延筋能增加压料面上相应部位的进料阻力、调整毛坯金属的流向。但是如果拉延筋的位置、根数和形状选择不当，也不能拉延出满意的覆盖件。通常拉延筋的数目及位置主要根据覆盖件外形、起伏特点以及拉延深度而定。拉延深度大的零件在直线部分放1-3根拉延筋，但在圆弧部位不设拉延筋。当同一零件各部位拉延深度相差较大时，在深的部位不设拉延筋，浅的部位须设拉延筋；拉延筋的方向一定要保证与拉延毛坯流动方向垂直。拉延筋是安置在压边圈的压面料上还是安置在凹模的压面料上，主要根据模具在压力机上是否便于调整而定。一般拉延筋安置在上压料面上，拉延筋槽安置在下压料面上，以便于材料定位。为确保可靠，在模具上设计出来的拉延筋往往还需要在模具调试过程中进行验证和调整。

2.5模具通气孔

a．凹模通气孔。在拉延时由于压边圈将拉延毛坯压紧在凹模压料面上，如果凹模里的空气不被排除，被压缩的空气就会将拉延件顶瘪，因此必须在凹模内设计出通气孔。

b.凸模通气孔。由于拉延之后，凸模首先向上运动，但压边圈仍停留在原有位置，若空气不能及时流入拉延件和凸模之间，拉延件必将紧贴凸模，随凸模继续向上运动，导致拉延件沿其轮廓向上鼓起而将工件破坏，因此在凸模上也必须留出通气孔。

三、拉延条件对汽车覆盖件拉延件质量的影响

覆盖件的拉延是一个非常复杂的变形过程，它对成形条件也有着特殊的要求。

3.1拉延温度的选取

适宜的拉延温度有利于获得理想的拉延件。当拉延温度过低时，板料成形性能下降，延展性差，易导致拉延件开裂，因此拉延必须在适宜的温度下进行才有可能获得成功。

3.2模具的润滑

在拉延过程中，金属材料与模具的表面直接接触，而且相互作用的压力很大，使材料在凹模表面滑动时产生很大的摩擦，摩擦力增加了拉延所需的力和工件侧壁内的拉应力，易使工件破裂，因此拉延能否成功润滑也起着很大作用。使用润滑剂，可在材料与凹模表面之间形成一层薄膜，将两者的滑动表面相互隔离，因而可使摩擦和磨损现象得到缓和，从而减少工件开裂，提高模具寿命。润滑剂只

能涂在凹模面上或板料与压边圈接触的部位。不能用浸沾法对整个坯料进行润滑，也不能将润滑剂涂在凸模上。

四、模具调试对汽车覆盖件拉延件质量的影响

除工件自身结构特点、工艺方案的制订、模具结构的设计外，模具调试也对覆盖件拉延件质量有很大的影响。调试得好，不仅可以提高拉延件质量，还可以缩短模具制造周期。

4.1凸凹模间隙的调整

在拉延模调试过程中，凸、凹模间隙调整是否合理将直接影响着拉延件的质量。若调整不当，在间隙大的一侧，拉延件的侧壁上容易起皱，甚至在周边会出现波浪形；而在间隙小的一侧则会由于受到过度挤压而造成局部板料过薄，增大拉延力，导致拉裂。此外，不均匀的凸、凹模间隙还可能导致拉延件侧壁上产生拉痕。对于对称或封闭式的拉延模，避免上述现象发生的正确操作是：在压力机工作台上安装模具时，先用固定螺钉将上‘模紧固在压力机上，而将下模简单固定在压力机台面龙（不拧紧螺栓），并且‘将压力机滑块的下止点位置上调，以免合模时冲模顶死，然后开动压力机，将滑块升至上止点，之后卸下下模的固定螺栓，开动压力机，让滑块空行程数次，最后将滑块降至下止点停止，重新拧紧下模固定螺栓，再开始试模，即可保证模具凸、凹模周圈间隙均匀。

4.2拉延坯料的剪切

在模具调试过程中，对于一些覆盖件由于结构不对称而导致的拉延时各处变形不均匀、工件型腔周圈进料阴力不均的情况，除采用拉延筋进行控制外，还需根据各处变形特点，在拉延前卜对板料进行适当的剪切。因为过大的法兰边不仅会使该处的拉应力增大，而且还会使工件邻近处型腔易于破裂。反之，当法兰边较小时，拉应力减小，会使该法兰边处进料阻力减小，材料易于流动，但也易使型腔内邻近处起皱，因此法兰边大小合适与否也直接影响着拉延件的质量。

4.2.1仿形下料

为提高拉延件质量，同时减少试模次数，一般在试模前需结合拉延件各处变形特点，根据试模人员的经验对坯料进行适当的剪切。剪切须根据以下原则：①坯料表面积约等于工件的表面积；②坯料的形状应与工件横截面形状相似；③坯料轮廓应该是光滑的流线型，不能有突起和尖角。

通常变形量较大处的法兰边可留得小一些，而变形量较小处的法兰边可留得大一些，这样可使各处进料阻力大小与变形程度相协调。

4.2.2坯料的剪切

除了试冲前的仿形下料外，法兰边尺寸的确定在试模过程中也有一个不断改进的过程。当某处出现拉裂时，可适当减小该处外周法兰边的尺寸。这样就能减小进料阻力，改善拉延条件，提高拉延件的质量；而当某处出现起皱时则可适当放大该处法兰边的尺寸。通常试冲时坯料调整次序遵从从小往大的原则。即对于易裂的地方先用小料，若起皱则将板料尺寸往大放。否则若先以大料试，当出现裂纹时无法知道究竟是由于板料太大还是局部圆角过小造成的，因而无法采取相应措施，而按此原则则简便快捷。

4.3压边力的调节

这里所说的调节压边力主要是指应用双动拉延压力机进行拉延时的情况。由于一些复杂的拉延件结构不对称，各处变形不均匀，若采用相同的压边力，使周圈进料阻力相同，势必会造成工件变形较小的部位起皱，变形剧烈的地方拉裂。双动拉延机的外滑块在4

个悬挂点与连杆机构连接，各点的压力可用机械方法（用螺旋副调节外滑块的装模高度）或机械液压（同时改变装模高度与压力补偿器的液压）方法进行调节。因此如果能根据拉延件各处的变形情况调节压边力，使各处保持与变形相适宜的进料阻力，就会有效地抑制起皱和拉裂的发生。

4.4拉延筋的调整

拉延筋是直接在模具结构中设计出来的，但拉延筋的长短、形状以及根数通常都是根据理论计算或近似估计而定的，在实际工作状态下常常并不十分准确，往往需要在模具调试过程中进行调整。根据经验，一般在拉延结束后板料抽至拉延筋（若有几根拉延筋则指最里侧的一根）外缘根部为最佳，此时既能压住料，又不至因料大而拉裂，从而确保拉延件的质量。此外，若拉延中某处拉裂则可将相应位置处的外周拉延筋高度适当降低，反之，则可加高拉延筋。

五、结束语

随着当前汽车生产技术的不断发展，对汽车覆盖件外观质量的要求也越来越高，这就要求模具设计、制造人员重视影响覆盖件拉延件质量的因素，能够根据实际情况采取相应的措施，对其加以分析和控制。这样才能从根本上提高汽车覆盖件拉延件的质量，为获得更好的汽车外观质量奠定基础。 汽车冲压件问题的产生原因

时间:2010-03-09 11:15 作者:亿丰五金 点击: 31次

中间护面支架成形过程中发生撕裂,其撕裂部位主要分布在制件孔型处,侧壁拐角处R圆弧与壁颈交界处等,因冲压件成形与生产工艺条件的差异,各断裂部位所占的比例不同.

汽车冲压件产品种类丰富、形状复杂，在冲压生产时，经常会发生一些不良现象，如何避免问题的产生？

中间护面支架是汽车驾驶室整体式仪表盘总成的关键承重连接件，是确保汽车各种仪表稳定、可靠使用的一个重要零件。因为，大功率发动机的高速旋转和车辆行驶路况的恶劣，容易对驾驶室造成强力振动和颠簸，从而造成前控制盘中仪表电路以及部分功能断路或失灵。因此，中间护面支架必须能够承受冲击、弯曲疲劳载荷和扭矩等作用，故而要求其必须具有足够的抗弯强度、抗剪强度和较好的韧性。此外，如果该制件在成形时超过许用应力，或者微裂纹扩展到一定程度，从而造成撕裂或歪斜，这样不仅会浪费材料，而且还会让模具处于偏载作业，加速模具老化。

通过仔细分析后，我们认为其主要原因是由模具在运行过程中压料芯成形导向不稳定、凹模与压料芯间隙长期磨损后不可调整以及模具结构设计不当引起的。

常见的撕裂、歪斜形式

中间护面支架冲压工艺流程为：落料冲孔－冲孔切口－翻边成形－切口－翻边。中间护面支架成形过程中发生撕裂、歪斜的形式多种多样，其撕裂部位主要分布在制件孔型处，侧壁拐角处R圆弧与壁颈交界处等，因冲压件成形与生产工

艺条件的差异，各断裂部位所占的比例不同。撕裂可以是一次性成形撕裂，也可以是由于疲劳裂纹即隐形裂纹发展引起的撕裂

根据现场的实际情况，通过检查制件撕裂部位、断口形态及挤伤程度，认为引起制件撕裂、歪斜行为主要体现在翻边成形工序，引起此工序现象发生的原因如下：

1.翻边成形模具设计缺陷

该模具为一模双腔左/右件公用，由于本工序内容除翻边外，还兼备形状成形内容，加之制件特殊复杂，弯曲面狭小，成形要求凹模压料芯与成形面相符等，导致模具结构条件成形行程大，压料面积小。设计人员在最初模具设计时，仅考虑到了压料面小这一特征，却忽视了压料芯成形导滑行程。

2.模具加工制件与图纸设计存在误差

由于压料芯为复杂型面故采用铸件成形后再对导向面进行机加工，造成加工面与凹模导向面滑配后存在间隙误差，在模具正常运行过程中出现了压料芯左/右摆动。

由于此种结构的导向间隙为调试滑配间隙，一旦损坏将没有更有效地调整手段，会长期影响制件的成形质量，并带来安全隐患。而且，在导向部位未采用专用导滑板，反而采用了加工型面相互导向结构，存在间隙过大后，无法调整的缺陷，导致了制件出现了撕裂、歪斜不正行为。

3.成形工艺参数执行不到位

在制件成形过程中，工艺要求凹模、压料芯以及两者的制件必须紧密贴合在一起，在机床滑块下滑时压迫板料塑性变形而实现成形。但现在由于压制出的冲压件存在质量不稳定等缺点，就说明机床压力在生产过程中处于压力跳动不均衡状态。究其原因，主要是加工技术人员未按工艺指定要求在这一阶段及时对机床压力进行调整，或者是在每个班次的交接时，没有相互沟通机床压力稳定性信息，而导致制件质量不稳定。