整體側(cè)圍是汽車上體積最大的A類外覆蓋件。同一般覆蓋件件相比，側(cè)圍具有形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)尺寸大和表面質(zhì) 量要求高等特點(diǎn)，表面質(zhì)量要求極高通常為1~2um；拉延成型時(shí)，由于其塑性變形的不均勻性，往往會(huì)使某些部位剛性 較差。拉延深度大，圓角小，曲面復(fù)雜，中部有較深的反拉延等制件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，拉延難度大，是車型中最難的拉延件之 一。在拉延中，極容易出現(xiàn)破裂與皺紋并存的情況。其模具具有結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜、質(zhì)量要求極高、模具外形尺寸大、工序 復(fù)合程度高的特點(diǎn)，給調(diào)試帶來較大難度。本文將通過某整體側(cè)圍的調(diào)整為例，介紹較難且不易控制的，拉延模具調(diào)試 方法，為以后提供解決類似問題的分析思路和解決方法。

　　一、零件簡介：

　　本零件是某款整體側(cè)圍的高檔輕卡， 有單雙排之分，本文以雙排側(cè)圍。

　　零件材料：DC05 料厚：0.75mm

　　零件外形：

　　此零件 150mm×1405mm×1780mm， 大致為中空方形件，前下部與其它覆蓋件 裝配有安裝孔若干。其余均為外覆蓋面 和安裝面，因此不論從外形還是零件功 能上看對(duì)調(diào)試水平地要求都是非?？量獭?

　　技術(shù)要求

　　工序模型如下圖 1 所示。

　　圖1

　　CAE 分析要求壓力情況：外圈氣墊壓力 150 噸；內(nèi)圈氣墊壓力前部 30 噸、后部 25 噸；滑塊壓力 1000 噸。

　　CAE 分析結(jié)果：外圈有起皺趨 勢，A 面滑移不明顯；零件后部有滑移；內(nèi)部及型面有開裂風(fēng)險(xiǎn)；理論板料收縮 線如圖 2 所示。以上均為模具調(diào)試時(shí)重 點(diǎn)解決的部位。

　　圖2

　　二、模具的調(diào)試前準(zhǔn)備：

　　1）了解模具結(jié)構(gòu)

　　模具結(jié)構(gòu)如下圖 3 所示整體側(cè)圍由 于中間時(shí)車門在拉延時(shí)均采用內(nèi)外壓料 的方式，為了盡量減少機(jī)床氣壓對(duì)零件 的影響通常內(nèi)部壓料采用氮?dú)鈴椈赏馊?nbsp;采用機(jī)床汽缸壓料，工作時(shí)外圈比內(nèi)圈 提前 5mm 壓料。凸模零件內(nèi)壁。凹模 為零件的外壁。模具工作原理在此不需細(xì)講。

　　圖3

　　2）調(diào)試前分析

　　檢查裝配情況：模具調(diào)試前需要對(duì)模具零件的型號(hào)，規(guī)格進(jìn)行檢查，對(duì)整體側(cè)圍來講重點(diǎn)是氮?dú)鈴椈傻氖褂檬欠駶M足 CAE 給出的壓力，圖紙由于考慮 模具實(shí)際工作情況一般會(huì)稍大于 CAE理論值。比如本套模具前端壓料板 CEA 分析時(shí)要求為 25 噸，實(shí)際安裝 4 個(gè) 7.5噸氮?dú)鈴椈桑瑢?shí)際壓料力為 30 噸大于25 噸滿足要求。其余零件按圖紙檢查。

　　3）凸模排氣孔的設(shè)置

　　一般情況，選擇排氣孔要在模具型面于板料間形成的同一密閉空間的最底面，或圓弧根部，要求根據(jù)每一密閉 的大小均布。如果整個(gè)面較為平緩（面 斜度在 5/1000 以下）且沒有材料流動(dòng) 可以把排氣孔平均設(shè)置在距 R 處最少 10mm 的整個(gè)面上。對(duì)側(cè)圍來說排氣孔 可用 φ4 最大不益超過 φ5。數(shù)量可根 據(jù)經(jīng)驗(yàn) 1 ～ 2 個(gè) /10000 mm2 均布，并 保證零件成型全過程無密閉空間。排氣 孔在內(nèi)覆蓋件或梁類零件看起來無關(guān)要 緊，但在外覆蓋件特別是象整體側(cè)圍這 樣的大型覆蓋件來講，排氣孔設(shè)置不合理或不足時(shí)容易在密閉空間形成高壓氣 室，產(chǎn)生強(qiáng)烈的反作用力。輕者造成表 面鼓包嚴(yán)重，零件表面大面積變形；重者模具無法壓到底，零件無法成型甚至 使壓床嚴(yán)重處于滿負(fù)荷狀態(tài)造成壓床損壞。

　　4）凸模蹭光

　　蹭光是一種專門工藝 , 易學(xué)難精， 采用正確的方法和工具 , 才能快速達(dá)到 模具需求效果。側(cè)圍蹭光不僅是關(guān)系到 模具外觀是否漂亮更重要的是關(guān)系零件 型面是否光順合流暢；棱線是否清晰。因此在這里需要羅嗦一下。

　　5）工具選用

　　（1）油石，普通油石粒度 80#、 120#、200#、400#。

　?。?）砂布，120#，320#， 400#，600#。

　　圓轉(zhuǎn)動(dòng)打磨機(jī)，打磨貼片 150#， 180#，320#，400#，600#，沙紙輪由粗到細(xì)180#，240#，400#， 600#。

　　6）蹭大面方法

　　先把大面用記號(hào)筆畫出，防止錯(cuò)蹭。方法先用80#或120#粒，建議選用120#，沿?cái)?shù)控刀紋方向 45°o 加角 蹭第一遍，在按蹭光紋路 90° 夾角蹭 第二遍，最后按刀紋方向蹭第三遍，用 圓轉(zhuǎn)動(dòng)打磨機(jī)，打磨貼片選用 150或180#，反復(fù)此程序。直至刀紋最凹處變成均勻的小麻點(diǎn)。用油石200#同樣 蹭至麻點(diǎn)幾乎消失表面光潔度Ra0.4， 換用用圓轉(zhuǎn)動(dòng)打磨機(jī)，打磨貼片選用320#或 400# 或者用沙布 320# 或400# 打光主要去除油石痕跡可使光潔 度達(dá)到 Ra0.2。再用400#蹭光，到無刀紋和200#油石紋為止。用圓轉(zhuǎn)動(dòng)打磨機(jī)，打磨貼片用 600# 拋光到在 模具能模糊看到燈光的折射，（光潔度 Ra0.05），最后用砂布：600#拋光到在模具能看到人的眼睛（光潔度 Ra0.025）切記棱線一定不能用上述流程。特別提醒的是更換油石時(shí)一定注意模具表面的清潔，最好用無油抹布仔細(xì)擦拭。避免留下上次油石顆粒，會(huì)使模具表面出現(xiàn)難以消除的劃痕。用的壓力要從5kg漸輕到2kg。

　　7）棱線拋光方法

　　側(cè)圍棱線頂端一般是漸變圓弧連接兩側(cè)面，是非常重要的區(qū)域，一定要用較小的200#油石開始，先沿棱線側(cè)面蹭光，注意不要用力過大，按平面油石的使用順序蹭光到光潔度Ra0.04左右，再用紗布和有彈性的軟板配合橫向拋光Ra使其與兩側(cè)面連接，最后用600#砂布拋光到Ra0.025即可。對(duì)于材料流動(dòng)大和變形劇烈的區(qū)域要用1000#或1200#砂紙進(jìn)行局部拋光達(dá)到能從模具上清楚看到人的頭發(fā)(光潔度Ra0.012）。

　　8）凹模的研配

　　雖然現(xiàn)在模具制造企業(yè)都使用精度很高的數(shù)控設(shè)備，由于刀具和加工效率問題的取舍及模具的鍋底現(xiàn)象取值問題，一直是模具不進(jìn)行研配的攔路虎，也是我國模具企業(yè)也包括歐、美、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的模具企業(yè)正在研究的課題。在此我公司現(xiàn)在正處于少研階段。如2005年我們一套門外板拉延模具僅研配時(shí)間是60小時(shí)、2010年公司可以在16小時(shí)內(nèi)完成。模具研配從現(xiàn)在看來雖然占用工時(shí)越來越少，但由于研配工作對(duì)零件的品質(zhì)影響卻是不可小視，特別是象側(cè)圍這樣的大型外覆蓋件如果沒有好的研合率，零件表面會(huì)到處是壓傷，零件噴漆后壓傷象一個(gè)個(gè)傷疤顯現(xiàn)出來，這對(duì)外覆蓋件絕對(duì)不允許的表面缺陷。良好的研合率還有利于拉延模具的問題分析判斷和解決。因此現(xiàn)在還需簡單介紹其工作方法。

　　9）基準(zhǔn)的確定

　　對(duì)拉延模具來講應(yīng)選用易于制造且精度容易保證的凸模作為基準(zhǔn)，壓料部分最好采用凹模壓料部分為基準(zhǔn)，原因是零件的理論成型深度是凹模壓料面到凹模型面的底面深度，這個(gè)深度是不考慮零件側(cè)壁由于成型過程中塑性變形和彈性變形是同時(shí)存在的。就會(huì)造成零件的實(shí)際深度尺寸略小于理論尺寸。為消除這種現(xiàn)象我們采用凸模和凹模的壓料面作為研配基準(zhǔn)對(duì)其對(duì)應(yīng)零件進(jìn)行研配。

　　10）研配方法

　　壓料圈研配：對(duì)側(cè)圍拉延模具來講由于壓料面較為平緩，我們可直接帶料厚研配。最好先采用小于料厚的10%的代用板料或直接研配，先把模具封閉高度調(diào)整到距設(shè)計(jì)封閉高度3.5mm，把代用板料放入壓料圈上，逐步降低閉合高度使機(jī)床壓力值為50～80噸。為節(jié)省材料可剪成寬度能覆蓋壓料面的條狀，長度最好成型后等于壓料面長度，也可分為數(shù)段用分批抽塊的形式壓出。注意不要遺漏壓料面，可少量重疊。壓出壓料面的形狀，用記號(hào)筆標(biāo)明對(duì)應(yīng)位置，把材料兩面均刷上紅丹粉或蘭油，側(cè)圍研配建議用蘭油，按次序?qū)?yīng)放在壓料圈上。用壓機(jī)壓壓合，去除板料兩面均有壓痕處。如圖4所示，反復(fù)進(jìn)行。如果使用直接研合的方法要注意，壓合時(shí)力量不能太大，壓合力可隨著研合率的提高從50T逐步增加到200T。每壓合前必須用干凈的擦布把上下模具擦拭干凈。以保護(hù)基準(zhǔn)件的表面不被沙粒壓傷。

　　圖4

　　11）凹模的研配

　　凹研配同壓料圈大致相同只是建議最好用下面介紹調(diào)試的方法把零件的大致形狀壓出。用研好蹭光的壓料圈把零件壓出5～6件。如果有起皺要先用切割的方法去除有疊料趨勢的地方，此時(shí)的零件可以有局部開裂。研配時(shí)開裂處單獨(dú)用等料厚的材料研配。當(dāng)然也可用研壓料圈的方法抽塊研配，只是效率較慢。僅供特殊情況下使用，如開裂、起皺極為嚴(yán)重、零件不能成型的情況下使用。

　　12）研配總體要求

　　研配到研合率在80%時(shí)就需要先用120#油石蹭去高點(diǎn)再進(jìn)行研配。此時(shí)研配要每研配1～2次更換一次板料。避免材料由于板料受壓變薄，造成研配時(shí)判斷錯(cuò)誤。當(dāng)研合率壓料筋內(nèi)側(cè)達(dá)到90%至95％外側(cè)20mm處達(dá)到90％左右。20mm以外可由80％逐漸過渡到有0.05mm到0.1mm的間隙可判斷為研配完成。

　　13）零件調(diào)試注意問題

　　通過調(diào)試前準(zhǔn)備就可上壓床試沖，試沖較簡單。但必須注意一點(diǎn)就是模具試沖時(shí)不要一次壓到底。因?yàn)橛行┑胤娇赡軙?huì)起皺或開裂造成局部疊料使模具表面壓傷，甚至壓壞型面。經(jīng)現(xiàn)場試驗(yàn)先留15mm試沖較為合適。確認(rèn)無疊料情況下再按下列推薦尺寸調(diào)試。推薦尺寸為15mm、10mm、5mm、3mm、2mm、1.5mm、1mm、0.7mm、0。如有疊料需立即進(jìn)行調(diào)試，直至消除后方可進(jìn)行。

　　三、調(diào)試主要問題及分析：

　　調(diào)試問題零件距設(shè)計(jì)封閉高度5mm時(shí)零件出現(xiàn)開裂和起皺情況如下圖所示問題點(diǎn)1如圖5、問題點(diǎn)2如圖6所示。

　　圖5

　　圖6

　　1）問題1

　　起皺原因：經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)際工作情況看出在拐角處材料流向是沿箭頭從外向里補(bǔ)充， 零件形成前為面積為：S1＝πR12×120/360-πR32×120/360成型后材料面積S2＝πR22120/360-πR32×120/360。

　　由于R1>R2從現(xiàn)場實(shí)際測量可知R1＝120mm；R2＝116.5mm。特別是兩側(cè)面流量達(dá)到20mm。現(xiàn)在分析按最小的R改變3.5mm計(jì)算材料的面積積變化情況如下：

　　S△＝S1－S2（πR12－πR32）－（πR22－πR32°）/120/360。

　?。?.14×（R12－R22）＝3.14×（1202-116.52）120/360。

　　＝998.315mm2

　　很明顯雖然R處線段僅變短了3.5mm但材料卻有998.315mm2面積的板料多余。這些多余的材料沒有地方吸收，只能在拐角處以波紋狀隆起或疊料的形式出現(xiàn)。把壓料圈頂起，使直邊壓料圈起不到壓料作用，造成直邊材料失控沿箭頭方向大量流入，形成起皺。

　　解決方法：

　　盡量增加拐角處平面壓料力，嚴(yán)格控制材料的流入?，F(xiàn)在我們使用的方法是研配時(shí)盡量使拐角處研合率高于其他部位，形成強(qiáng)壓。然后調(diào)試，如果在零件成型初期出現(xiàn)角部橫向的開裂可降低拉延筋，每次不要降低的太多，一般情況1.5mm，注意一定要保持拉研筋的圓滑光順，否則會(huì)因?yàn)椴牧鲜芰Σ痪拐{(diào)試失敗。此處盡量少走料，只要零件沒有角部的橫向開裂即好可。

　　2）問題2

　　開裂原因：經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)際工作情況看出在拐角處材料流向是沿箭頭從外向里補(bǔ)充，與問題1相反這里不在計(jì)算，也可用久里金法則計(jì)算來證明這一點(diǎn)（任何形狀的母線繞軸旋轉(zhuǎn)一周所得到的旋轉(zhuǎn)體面積，等于該母線的長度與其重心繞該軸線旋轉(zhuǎn)所得周長的乘積。）要求也是盡量減少材料流動(dòng)。在此處還需要重點(diǎn)考慮箭頭1和箭頭3的同步性，由于箭頭1和2是成90°方向走料如果一個(gè)方向走料特別多，另一方向走料特別少就會(huì)出現(xiàn)與1、2箭頭夾角傾斜的裂紋。

　　解決方法：盡量增加拐角處平面壓料力，嚴(yán)格控制材料的流入?，F(xiàn)在由于模具內(nèi)壓料圈是氮?dú)鈴椈蓧毫狭^小，而且調(diào)整范圍有限，我們采用在外圈工藝補(bǔ)充部分增加壓料筋以控制材料流入。

　　調(diào)試判斷技巧：如果在零件成型初期出現(xiàn)角部橫向的開裂可降低拉延筋，每次不要降低的太多，一般情況1mm，注意一定要保持拉研筋的圓滑光順，否則會(huì)因?yàn)椴牧鲜芰Σ痪拐{(diào)試失敗，如果成型初期有開裂證明需要補(bǔ)充的材料缺口較大，可直接在工藝補(bǔ)充部分增加后部大前部小形狀如同雨滴狀的預(yù)存材料的工藝凸臺(tái)，用于滿足成型時(shí)材料需求。

　　如果成型后期出現(xiàn)沿1、3箭頭角平分線附近出現(xiàn)縱向裂紋，說明材料流入稍多。量不是太大，可通過調(diào)整氮?dú)鈴椈蓧毫鉀Q。

　　如果成型后期出現(xiàn)與1、2箭頭角平分線有夾角的傾斜裂縫證明是因?yàn)椴牧涎丶^1、2方向流量不均衡引起材料被拉開?？筛鶕?jù)裂開處位置進(jìn)一步判斷哪個(gè)方向材料流入多，方法是看開裂最大處靠近哪個(gè)方向，哪個(gè)方向材料流入多。如圖是箭頭2方向材料流入多。

　　本套模具通過補(bǔ)焊箭頭2的拉延筋使材料達(dá)到平衡。也可在保證無角平分線無縱向裂紋的前提下加大箭頭1處壓料筋間隙。

　　3）問題3

　　零件沿凸R開裂如圖7零件沿凸模R處開裂原因較多通常根據(jù)實(shí)際情況用排除法判斷：凹模R較小，材料在經(jīng)過凸模R時(shí)由于變形急劇材料產(chǎn)生加工硬化使材料開裂。

　　圖7

　?。?）判斷標(biāo)志：模具光潔度達(dá)到Ra0.05；材料變薄明顯，零件上R根部有明顯的材料滑移痕跡，鍍鋅板料R處有鋅膜脫落現(xiàn)象遍布整個(gè)凹模R；材料流動(dòng)少，通常在零件拉延初期出現(xiàn)開裂。開口通常較大。

　　解決方法：在零件允許范圍內(nèi)增加R半徑，凹模R光潔度差，使材料流動(dòng)時(shí)所需拉力大于材料的抗拉強(qiáng)度，使零件開裂。

　?。?）判斷標(biāo)志：模具光潔度沒有達(dá)到Ra0.05；零件表面有明顯滑移，鍍鋅板料R處有鋅膜脫落現(xiàn)象，局部有可能拉毛，墊塑料薄膜零件開裂消除或減??；材料流動(dòng)較少，通常在零件拉延中后期出現(xiàn)開裂。開口通常不太大。

　　解決方法：提高凹模R光潔度達(dá)到Ra0.025，球頭處達(dá)到Ra0.012mm。

　　件凹模R不均勻。使材料局部拉力大于材料的抗拉強(qiáng)度使零件局部先產(chǎn)生開裂。隨著拉延深度的增加，材料沿局部裂紋突然被撕開。形成較為整齊的裂口。

　?。?）判斷標(biāo)志：模具光潔度沒有達(dá)到Ra0.05。凹模R有凹坑、橫向棱線、突起等缺陷。零件僅局部表面有明顯滑移。鍍鋅板料R處局部有嚴(yán)重鋅膜脫落現(xiàn)象，局部拉毛嚴(yán)重。

　　解決方法：消除R缺陷。

　?。?）材料局部流動(dòng)變化大，在零件拉延時(shí)中后期出現(xiàn)開裂。開口通常為斜向開裂。壓力過大使零件成型部位不能及時(shí)的得到材料的補(bǔ)充，使零件開裂。模具光潔度達(dá)到Ra0.05。材料成型處大面積變薄明顯，零件上R根部有明顯的材料滑移痕跡。鍍鋅板料R處有鋅膜脫落現(xiàn)象遍布整個(gè)凹模R。材料流動(dòng)少，開裂通常發(fā)生在零件成型中期。開口通常較大。

　　解決方法：降低壓料力。

　?。?）延筋設(shè)置不合理，使材料無法補(bǔ)充到成型處，使材料開裂，模具光潔度達(dá)到Ra0.05。材料成型處大面積變薄明顯，零件上R根部有不明顯的材料滑移痕跡。鍍鋅板料R處無鋅膜脫落現(xiàn)象。材料局部流動(dòng)少，開裂通常發(fā)生在零件成型任何時(shí)期。開口通常大小不一。

　　解決方法：適當(dāng)更改拉延筋位置或高度。

　　材料等級(jí)不夠

　　判斷標(biāo)志：模具光潔度達(dá)到Ra0.05。材料變薄不明顯，零件平面產(chǎn)生菊皮現(xiàn)象。鍍鋅板料平面有桔皮樣裂紋。材料流動(dòng)少，通常在零件拉延初期出現(xiàn)開裂。開口通常較大。

　　解決方法：更換板料。經(jīng)現(xiàn)場對(duì)零件成型過程觀察，問題3的發(fā)生時(shí)間為成型中期。我們可以排除凹模R的小原因，根據(jù)開口發(fā)生狀態(tài)排除零件凹模R不均勻。根據(jù)零件表面滑移情況可以排除拉延筋設(shè)置不合理。根據(jù)板料表面情況可以排除板料等級(jí)不夠。經(jīng)過對(duì)模具R的光潔度與光潔度對(duì)比塊對(duì)比發(fā)現(xiàn)凹模R光潔度沒有達(dá)到Ra0.05。通過墊塑料薄膜零件開裂減小。通過對(duì)壓料圈平衡塊加墊消除此處零件開裂。證明對(duì)此處的調(diào)試只要拋光此處凹模R和適當(dāng)?shù)臏p小壓料板壓料肯定能調(diào)試出合格零件。

　　4）問題4

　　零件到達(dá)設(shè)計(jì)封閉高度時(shí)零件出現(xiàn)凹陷所示問題點(diǎn)4如圖8所示。

　　原因：經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)際工作情況看出凹模臺(tái)階下部是先于臺(tái)階上部于板料接觸，很明顯臺(tái)階上部需要的材料較多下部需要的材料較少，在此形成急劇的過渡。

　　分析：通常用于此處不是正規(guī)幾何截面不好直接量取，我們可以用利用彈性較小的細(xì)鋼絲量取兩型面的差值來進(jìn)行實(shí)際分析，也可用簡單的線長分析法分析圖示為沿型兩條大致為弧形曲線。根據(jù)角度相等R不等可算出凸臺(tái)側(cè)部的變化情況。這里不再細(xì)講計(jì)算過程。得到的值6mm，此側(cè)圍板料材料的可壓縮率通常不大于1％、拉伸率19％。用6mm的值與拉伸率和收縮率的最大值進(jìn)行比對(duì)發(fā)現(xiàn)有2mm的線長不能被吸收。使材料出現(xiàn)富余。

　　解決方法：增大斜面使實(shí)際線長等于或稍小于最長線長的拉伸率的值，大于收縮率的率的最大值。由于零件限制不能采用。我們采用增加紅、黃線處R加大材料的吸收范圍，在后續(xù)增加對(duì)紅、黃線處的整形序，使重要的A級(jí)面缺陷消除或轉(zhuǎn)移到允許產(chǎn)生波紋的配合面，使零件合格。

　　5）問題5

　　如圖9所示通過現(xiàn)場實(shí)際工作情況看出，在拐角處材料流向是沿箭頭從外向里補(bǔ)充分析原理同問題1。只是要保證的部位相反。

　　解決方法：

　　保證箭頭1處不開裂的前提下增加箭頭1處的材料流入。嚴(yán)格控制箭頭2處材料的流入。我們使用的方法是研配時(shí)盡量使拐角處研合率高于其他部位，形成強(qiáng)壓。然后調(diào)試，如果在零件成型初期出現(xiàn)角部橫向的開裂可降低內(nèi)部拉延筋，每次不要降低的太多，一般情況1.5mm，注意一定要保持拉研筋的圓滑光順。通過平衡內(nèi)外走料多少達(dá)到消除波紋。

　　圖8和圖9

　　四、總結(jié)：

　　模具問題是多種多樣的，但模具調(diào)試?yán)碚撌怯幸?guī)律可尋的，就是，如何時(shí)時(shí)刻刻的使材料按我們的意愿在模具型腔內(nèi)有規(guī)律的流動(dòng)。通過調(diào)試使制件合格不是我們最終目的。怎樣用調(diào)試的理論把問題解決在設(shè)計(jì)的前期，才是我們模具人要努力的方向。也模具流水化生產(chǎn)的要求。讓我們模具人協(xié)起手來。讓這個(gè)美好愿望早日變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

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