在汽车车身外板件件的成形过程中,制件质量缺陷普遍,车身对外板件的质量要求又非常严格,因为任何微小的缺陷都会影响车身的美观性,同时一些缺陷还可能降低制件的性,影响制件的使用寿命。在新车型外板件调试过程中,缺陷尤为明显,而外板件的缺陷主要产生于拉伸工序,所以对车身外板件拉伸工序的调试就 为重要。本文结合车身外板件拉伸工序调试过程中常见的4种缺陷:开裂、起皱、变形、滑移线进行分析,并提出了对应缺陷常用解决方案:
开裂
缺陷描述:主要是由于材料在拉伸过程中,受内应力、外部冲击或环境条件等的影响而在其表面或内部所产生的裂纹。
冲压件开裂、缩颈是制件在拉伸工序容易出现的质量缺陷,而这种缺陷是在冲压件生产过程中 不可容忍的,所以当制件出现开裂、缩颈时,就会做报废处理,不会进行使用,这样就会增加车间的生产成本。开裂是由于局部拉应力过大造成的,由于局部拉应力过大导致局部大的胀形变形而开裂,开裂主要发生在圆角部位,开裂部位的厚度变薄很大如凸模与坯料的接触面积过小、拉深阻力过大等都有可能导致材料局部胀形变形过大而开裂。而且造成局部压力过大的因素较多,比如设备压力、板料拉伸性、模具因素等,本文主要对模具调试过程中产生的开裂原因进行分析。
(1)模具研合不到位。
先对模具的研合率进行检查,使用蓝丹粉(红丹粉)涂抹在拉伸模型面( 好是涂抹在模具上型面,下型面不易观察),观察研合制件着色率,外板拉伸件研合率要求大于95%,其中压料面达到100%,有不满足研合率要求的制件,要对制件着色深色处对应的模具部位进行打磨,并不断研合,观察研合制件状态,直到研合率满足要求。
(2)模具表面粗糙度值大,造成板料流动阻力过大。
模具表面粗糙度值大,轻则产生表面拉毛,严重就会产生制件开裂,所以对拉伸模具的表面粗糙度值应严格控制,模具型面状态符合拉伸要求,当模具型面产生用肉眼能观察到沿材料流动方向有黑色的条状带,但无明显手感且制件有轻微拉毛时,即说明型面粗糙度值已经不符合要求,应用细砂纸进行打磨,推顺,当型面产生用肉眼可以看到沿材料流动方向,有明显的模具型面凹陷和凸起,手感明显,制件产生拉伤、开裂时,就该用砂轮机打磨或电焊补焊来修正型面,并用砂纸打磨,直到符合要求。
(3)凹模圆角半径小。
设计中会根据修边线的位置确定各工艺补充部分的尺寸,特别是凹模别司角处,因凹模圆角部分对拉伸毛坯进料阻力影响很大,直接关系到拉伸件的起皱或开裂,所以取值要合理:工艺补充部分的凹模圆角半径一般取R8~R10mm,在能够拉出满意的拉伸件的条件下,尽可能减少工艺补充部分。加大凹模圆角半径可增加板料流动性,减小拉裂程度。
起皱
缺陷描述:起皱产生的原因主要因为局部板料受压引起失稳和材料流向不均引起局部材料堆积而产生起皱。
拉伸件产生起皱主要是由于拉伸时板料受压缩变形而引起的,通常采用增加局部托应力来皱纹具体产生原因有下面几个方面:
(1)调整压边力的大小,当皱纹在制件四周均匀产生时,应判定为压料力不足,逐渐加大压料力即可皱纹。当拉伸锥形件和半球形件时,拉伸开始时大部分材料处于悬空状态,轻易产生侧壁起皱,故除增加压边力外,还应采用增加捡伸筋来增大板内径向拉应力,皱纹:
(2)制件冲压工艺性差,压料面形状和冲压方向不合理,材料流动控制差,引起皱纹:
(3)压料面间隙不均,接触差,产生里松外紧。导致材料通过外紧区域后失去压料作用,使进料太多,产生起皱。故调整压料面间隙,使压料面均衡压料力,随着材料的流动,压料面始终保持压料作用,防止起皱等缺陷产生。
(4)拉伸油使用太多:
(5)滑块精度较差,导致压料面压力不均,压力较小的地方易起皱:
所以根据制件产生起皱的原因,制定相应的预防措施就可以避免缺陷制件的产生。
变形
缺陷描述:制件变形是钢板在拉伸后的制件状态与要求的标准状态不一致的缺陷,车身外板件的轻微变形会使制件外观发生变化影响美观,严重的变形就会直接影响到制件的装配,而且大部分外板件的变形是无法进行返工的,会造成制件的直接报废。
制件变形的产生主要是由于模具型面状态发生变化导致的,如:模具型面不顺、间隙不均匀、压边圈压料面不贴合、定位松动、拉伸筋磨损等问题使钢板在拉伸过程中不能按照标准的状态成形,使生产后的制件与标准制件发生偏差,产生变形。当然设备压力不足及生产时拉伸油使用不当也同样会导致制件变形,所以定期的对模具进行检修、保养及生产过程的控制是预防冲压件变形的重要措施。
滑移线
滑移线在变形量较小(小于10%)的外覆盖件上较容易出现,并且成形后无法,涂漆后 为明显,严重影响零件外观质量,甚至造成制件报废。制件出现滑移线主要与拉伸试验时屈服平台的长度有关。屈服平台越长产生滑移线的趋向越严重。这种现象是由于在相应屈服应力时金属不均匀和不同时变形引起的。
测量制件棱线处的圆弧半径尺的大小,若尺至20mm以上,则产生的滑移线不明显,可以被客户接受,反之制件需要优化。具体有以下几点措施:
(1)调整冲压方向,使得棱线在成形 后再接触板料。
(2)通过调整拉伸筋、压料面以及压边力等,控制材料的流动性,使得进料尽量均匀,找到一个平衡点, 大限度的减轻或 滑移线。
(3)在制件设计初期,建议把制件棱线处的圆弧半径设计成R≥20mm,实践证明R≥20mm的棱线滑移线不显眼,可以接受。
拉伸工序的调试是一项比较复杂和困难的工作, 仔细观察产生的各种缺陷,分析各种引起缺陷的原因,通过验证调试找到原因进行整改。以上仅是对拉伸工序产生的常见缺陷进行分析,并根据产生的原因制定了对应的解决方案,但是在实际生产中引以缺陷的因素还很多,我们应该在实际生产中注意观察和总结。