汽车覆盖件拉伸起皱和开裂现象分析及控制措施7010.docx

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1、汽车覆盖件拉伸伸起皱和开裂裂现象分析及及控制措施来源：CAD世世界网 作者者：梁云荣 时间：20005-08-28 点击： 303 1、引 言汽车车身外形是是由许多轮廓廓尺寸较大且且具有空间曲曲面形状的覆覆盖件焊接而而成，因此对对覆盖件的尺尺寸精度和表表面质量有较较高要求。车车身覆盖件要要求表面平滑滑、按线清晰晰，不允许有有皱纹、划伤伤、拉毛等表表面缺陷，此此外还要求具具有足够的刚刚性和尺寸稳稳定性。车身身表面质量的的好坏取决于于覆盖件拉伸伸的结果，而而拉伸模是拉拉出合格覆盖盖件的关键。由由于影响拉伸伸件质量的因因索主要是起起皱、开裂、拉拉毛和回弹，所所以从编制冲冲压工艺到模模具设计都必必须认

2、真考虑虑。模具制造造完毕，在拉拉伸模调试过过程中，还必必须对拉伸件件的起皱和开开裂现象进行行仔细分析与与研究，并采采取相应的措措施。拉伸件在拉伸过过程中起皱和和开裂的原因因很多，主要要原因有以下下几个方面：(1)拉伸伸模设计工艺艺性是否合理理。(2)模模具加工质量量(表面精度度、硬度等)引起的问题题。(3)压压力机精度(滑块平行度度等)。(44)板料质量量(厚度超差差)。现对上述造成开开裂、起皱的的原因分别进进行讨论。2、拉伸件加工工工艺的确定定拉伸件的工艺性性是编制覆盖盖件冲压工艺艺首先要考虑虑的问题，只只有设计出一一个合理的、工工艺性好的拉拉伸件，才能能保证在拉伸伸过程中不起起皱、不开裂裂

3、或少起皱、少少开裂。在设设计拉伸件时时不但要考虑虑冲压方向、冲冲压位置、压压料面形状、拉拉伸筋的形状状及配置、工工艺补充部分分等可变量的的设计，还要要合理地增加加工艺补充部部分，正确确确定压料面。各各可变量设计计之间又有相相辅相成的关关系，如何协协调各变量的的关系是成成形技术的关关键，要使之之不但满足该该工序的拉伸伸，还要满足足该工序冲模模设计和制造造工艺的需要要，并给下道道熔边、翻边边工序创造有有利条件，一一般应注意以以下几个方面面。2.1 冲压方方向的确定零零件的冲压方方向是确定拉拉伸工艺首先先要遇到的问问题，它不但但决定能否拉拉伸出满意的的拉伸件，而而且还影响到到工艺补充部部分的多少和和

4、压料面的形形状。合理确确定冲压方向向应满足以下下3方面的要要求。(1)保证凸模能能够进入凹模模。如图1aa所示，凹模模右方下边的的形状向外凸凸出，最凸出出点超过凹模模口尺寸，使使凸模不能进进入凹模，这这个拉伸方向向是不能进行行拉伸的，必必须改变拉伸伸方向，使凸凸模能够进入入凹模。如图图1b所示，将将图1a沿顺时针针方向旋转一一个角度使使凸棋能够进进入凹模。(2)使凸模模接触毛坯的的面积大。接接触面越大，接接触面与水平平面的夹角越越小毛坯越越不易发生局局部应力过载载而使零件产产生破裂。材材料在拉伸时时贴模性能提提高，容易获获得完整的凸凸模形状，有有利于提高零零件的变形程程度。(3)压料面各各部分

5、进料阻阻力要均匀可可靠。拉伸深深度均匀是保保证压料面各各部分进料阻阻力均匀可靠靠的主要条件件。而压料面面各部分进料料阻力均匀是是确保拉伸件件不起皱、不不开裂的重要要保证。例如，东风3tt车前围上盖盖板的拉伸深深度较浅，考考虑到各方位位深度大致相相同，为改善善凸模拉伸毛毛坯的条件，有有利于金属内内应力分布更更均匀，保证证冲压件有更更高的表面质质量，确定冲冲压方向为图图2所示的沿沿y轴顺时针针旋转2530的方向向，这样选取取有以下2个个原因：使使得凸模接触触毛坯的面积积大；前围围上盖板零件件经过汽车位位置旋转一定定角度后，压压料面是乎的的，拉伸深度度比较均匀，两两面进料阻力力基本上一样样，增加压料

6、料力可提高零零件变形的均均匀度，零件件整体刚性提提高。同时残残留应力分布布均匀，减少少残留应力回回复时带来的的回弹程度。2.2合理增增加工艺补充充圈分为了实实现拉伸，往往往要在制件件的基础上增增加工艺补充充部分，从而而达到满意的的拉伸效果。工工艺补充的好好坏是拉伸件件设计水平的的重要标志，合合理的增加工工艺补充部分分应满足以下下3方面的要要求：(1)该工序拉伸伸的要求。(2)压料面面的要求。(3)拉伸后后的修边和翻翻边工序的要要求。设计中应根据修修边线的位置置确定各工艺艺补充部分的的尺寸，特别别是凹模R圆圆角处，因凹凹模圆角部分分对抗伸毛坯坯进料阻力影影响很大，直直接关系到拉拉伸件的起皱皱或开

7、裂，所所以取值要合合理。工艺补补充部分的凹凹模圆角半径径一般取8-10mm，在能能够拉出满意意的拉伸件的的条件下，尽尽可能减少工工艺补充部分分，但必要时时还要有意增增加工艺补充充(如凹槽、斜斜槽、凸筋等等)。如果在在设计拉伸件件时，经过仔仔细分析，已已考虑到某一一部分(形状状变化急剧的的部分)在拉拉伸时有多余余的金属，材材料易流动，可可能会产生起起皱，那么工工艺人员就要要有意在这部部分的工艺补补充上加凹槽槽或凸筋等，使使多余的金属属在拉伸过程程中流到凹模模或凸筋中，充充分吸收多余余的材料，使使拉伸不易起起皱。同时加加凹攒时要考考虑到修边容容易去掉，这这个方法可有有效地耀决拉拉伸起皱问题题。2.

8、3正确配配定压料面的的形状压料面面是工艺补充充的一部分，在在增加工艺补补充时必须正正确确定压料料面的形状，使使压料面各部部分进料阻力力均匀可靠。要要做到这一点点，必须要保保证拉伸深度度均匀，因为为只有在压料料圈将拉伸毛毛坯压紧在凹凹模压料面上上，不形成皱皱纹或折痕，才才能保证拉伸伸件不皱不裂裂。在确定压压料面时要尽尽量降低拉伸伸深度，使形形面乎绥，还还一定要保证证压料面展开开长度比凸模模展开长度短短，材料才能能产生拉伸。如如果压料面展展开长度比凸凸模长，拉伸伸时可能会形形成波纹或起起皱。如果压压料面是覆盖盖件本身的凸凸缘部分，则则凹模圆角半半径只要根据据具体情况确确定，因覆盖盖件圆角半径径一般

9、都比较较小，直接作作为凹模圆角角半径不易拉拉伸，必须加加大才不会导导致拉伸时起起皱或破裂。加加大后的圆角角，可通过后后工序的整形形达到产品要要求。2.4 增加工工艺切口或冲冲工艺孔覆盖盖件在拉伸过过程中，拉伸伸较深的或有有窗口反拉伸伸成形的零件件易拉裂，可可用增加工艺艺切口或工艺艺孔的方法来来解决。增加加的工艺孔或或切口应保证证不因材料流流动不好，拉拉应力过小而而形成波纹或或起皱，故工工艺切口或工工艺孔必须放放在拉应力员员大的拐角处处，工艺切口口或工艺孔的的位置、大小小、数量和形形状需要在调调试拉伸模时时试验确定。如如东风8t平平头柴油车例例围外板拉伸伸模、东风EEQ21022军用车的中中支按

10、外板拉拉伸模就是通通过在反成形形和拉伸深处处的拐角处冲冲制工艺切口口得到圆满解解决的，保证证了拉伸件的的表面质量。工工艺切口或工工艺孔、凹槽槽应故在废料料部分，最后后将其修掉。侧侧围板和中支支柱零件如图图3、4所示示。3、模具设计时时应注意的问问题 3.1 缓冲装装置覆盖件的的拉伸是在双双动压力机上上进行的，液液压机工作时时会产生较大大的冲击力，导导致模具韧始始工作阶段材材料变形不均均匀，局部起起皱，因而模模具设计了图图5所示的缓缓冲装置，在在压料面以外外加46块块聚氨团橡胶胶，消除拉伸伸开始时产生生的过大冲击击力，以满足足工作时的韧韧始拉伸变形形，使拉伸件件不出现皱裂裂。3.2增加平平衡块由

11、由于覆盖件在在拉伸时受多多方面因素的的影响，如压压力机精度、模模具制造误差差等，造成压压料面间隙不不均匀，各点点的压力不均均匀，导致拉拉伸开裂、起起皱。增加平平衡块的作用用是调整压料料面的间隙，稳稳定进料阻力力，使材料流流动均匀。平平衡块数量一一般为6个，用用内六角螺钉钉分别安装于于压料困与凹凹模上，其间间隙调整为最最大不产生皱皱纹，最小不不低于制件料料厚。4、起皱和开裂裂现象的解决决方法4.1 零件起起皱拉伸件产产生凸缘起皱皱和简壁起皱皱主要是由于于拉伸时板料料受压缩变形形而引起的，通通常采用提高高板内径向拉拉应力来消除除皱纹，其调调整方法如下下：4.1.1 调调整压边力的的大小当皱纹纹在制

12、件四周周均匀产生时时，应判断为为压料力不足足，逐渐加大大压料力即可可消除皱纹。当当拉伸锥形件件和半球形件件时，拉伸开开始时大部分分材料处于悬悬空状态容容易产生侧壁壁起皱，故除除增加压边力力外，还应采采用增加捡伸伸筋来增大板板内径向拉应应力，消除皱皱纹。4.1.2 调调整凹模圆角角半径凹模圆圆角半径太大大，会增大坯坯料悬空部位位，减弱控制制起皱的能力力，调整时可可适当减小凹凹模圆角半径径。4.1.3 调调整压料面的的间隙调整压压料面间隙的的方法有以下下几种：(1)采用里紧紧外松的原则则。在凹模口口直线弯曲变变形区和伸长长变形区应允允许压料面稍稍有里紧外松松现象，如图图6所示，即即里侧间隙应应赂小

13、于料厚厚t，外侧间间隙应略大于于料厚t。因因为在此两类类区域中，材材料变形过程程中料厚t或或不变或变薄薄，这样就造造成了压料间间隙的变化。图7所示为材料变形过程中不同区域材料受力情况，从图7可知，伸长类变形区在圆周方向径部均受拉应力作用，料厚变薄。随着材料的流动，料厚变薄，压料面间隙相对增大，减少了压料力。当板料流过紧区时，压料困就减弱了压料作用，而里紧外松的压料面则可以均衡压料力。随着材料的矗动，压料困始终保持压料作用，防止起皱等缺陷产生。(2)采用里松松外紧的原则则，即内侧间间隙大于料厚厚，外侧间隙隙小于料厚，如如图8所示。在在压缩变形区区中材料处于于径向受拉，切切向受压的应应力状态毛毛坯

14、在圆周方方向上产生压压缩变形。随随着材料的温温动，料厚有有增大的趋势势，且这种趋趋势明显增加加，这祥会使使压料面间隙隙相对减小进进而增大进料料阻力，材料料在拉力作用用下易于破裂裂。因此在调调整模具压料料面间隙时，宜宜在此处采用用里松外紧的的原则，消除除材料厚度增增加对材料变变形的不利影影响。覆盖件件拉伸棋的调调整是一项比比较复杂和困困难的工作，在在压料力不易易控制的情况况下，采取调调整拉伸间隙隙的办法可消消除因材料厚厚度变化而引引起的压料力力变化对材料料变形的不利利影响，这种种方法在调整整拉伸棋时是是很有效的。上上述压料面间间隙调整原则则是实际调整整拉伸模的经经验总结，它它与理论分析析相吻合。

15、4.2 零件开开裂零件开裂裂的根本原因因在于拉伸变变形抗力大于于简壁开裂处处材料的实际际有效抗拉强强度。解决拉拉伸件破裂的的调整方法如如下：(1)调整压料力力，使压料力力变小。(22)调整拉伸伸间隐，使间间隙变大，并并使间隐变得得均匀。(33)调整凹模模圆角半径。凹凹模圆角半径径太小，零件件易拉裂，加加大凹模圆角角半径可减小小拉裂程度。(4)调整凸模圆角半径。(5)调整凸模与凹模的相对位置。(6)毛坯尺寸太大或形状不当，板料质量及润滑不好也会使零件拉裂，故应改变毛坯尺寸或形状，调整冲压工艺。造成零件开裂的的原因很多，在在调整时应仔仔细检查开裂裂状况、产生生的部位，确确定产生开裂裂的拉伸行程程位

16、置，根据据具体情况推推断产生开裂裂的原因，从从而制定出解解决开裂的具具体方案。5、模具调试中中解决起皱开开裂的几点体体会拉伸模一一般在第1次次试拉时拉伸伸件又皱又裂裂，这时必须须仔细观察分分斩压料面的的情况，分析析各种引起皱皱裂的原因。如如果压料面有有压痕，凹模模圆角半径处处开裂，说明明进料困难；如果压料面面形成波纹，则则开始进料容容易，以后由由于波纹的产产生，材料流流动困难，从从而产生起皱皱开裂，也就就是说在拉伸伸过程中，材材料流动的难难易，都会引引起拉伸件的的起皱和开裂裂，那么不同同的情况就要要用不同方法法去解决。进料困难一般是是由于压料面面的进料阻力力太大引起的的。如果压料料面和凹模圆圆

17、角表面粗糙糙度值太商，或或有反成形，局局部拉伸太大大，就要调节节外滑块，减减小压边力，适适当加大凹模模圆角，降低低表面蛆幢度度值和加大拉拉伸筋槽的间间隙。如果局局部拉伸变形形太大，有反反成形，则要要采取增加工工艺切口或工工艺孔的方法法解决。进料容易主要是是由于压料面面的进料阻力力太小，压料料面接触不好好，或设计的的拉伸件工艺艺性较差所致致。如果是压压料面问题则则要求研修压压料面，保证证全面接触，另另外还要调节节外滑块增加加压边力或增增加压边面积积。如果是拉拉伸件工艺性性较差，则要要重新设计拉拉伸件，以拉拉伸出合格产产品。以上仅是从工艺艺和拉伸模设设计以及调整整几个方面讨讨论了如何防防止或解决覆覆盖件的拉伸伸皱裂问题，引引起拉伸件皱皱裂的原因很很多，但只要要对发生的现现象仔细研究究和分斩，不不同情况用不不同的方法去去解决，就会会拉出表面质质量好的覆盖盖件。