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轉發(fā)自：視界

（同濟大學(xué)汽車(chē)學(xué)院，上海 200092）

拉延決定著(zhù)產(chǎn)品平直、制造節拍及制造運營(yíng)費用。

拉延工序設計過(guò)程中，要全面權衡拉延角度、材料規格、壓邊圈等要素的干擾，工藝補充面參數多，如工藝規劃、設備沖次、拉延力、材料性能指標、清洗機油量等。

根據經(jīng)驗，上述因素對零件品質(zhì)的影響程度和方向存在差異，同時(shí)，各因素內部亦存在復雜的關(guān)系。

如，拉延力和清洗機油量的改變均會(huì )導致門(mén)鉸鏈區域的材料厚度變化，上述波動(dòng)有時(shí)發(fā)生累積作用，有時(shí)亦會(huì )發(fā)生中和作用[1]。

受限于客觀(guān)條件及成本，本文對沖壓制造時(shí)可監控的指標數據的3個(gè)要素展開(kāi)研究：摩擦因數（即匹配制造時(shí)擠干輥壓力）、壓邊力和壓邊圈行程。

根據以往經(jīng)驗，這3個(gè)參數是導致零件開(kāi)裂的重點(diǎn)要素。

同時(shí)，根據之前沖壓制造過(guò)程的調試記錄，上述3個(gè)要素亦是左前門(mén)內板門(mén)鉸鏈處變薄率異常的最主要原因。

3.2 作用因素定義

采用 3 因素 3 水平正交試驗，即c=3、t=3，最低行數要求為：量問(wèn)題有開(kāi)裂、疊料、成型不充分、拉延棱、劃傷等。

目前汽車(chē)外板零件拉延成形步驟的仿真已可用于制造指導，絕大多數工藝和成型問(wèn)題均能夠經(jīng)過(guò)料片成形仿真得以預估和處理。

在軟件中設置壓邊圈行程與壓邊力分別為 180 mm、19 kN，再使用軟件進(jìn)行修正確認，拉延設置結束時(shí)與后續各工序對應關(guān)聯(lián)關(guān)系如圖7所示。

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圖7 拉延設置結束時(shí)與后續各工序的對應關(guān)聯(lián)

3 正交試驗和結果

3.1 試驗方針和參數左前門(mén)內板門(mén)鉸鏈處減薄暗傷的影響因素頗

3.2.1 摩擦因數

摩擦因數較高常引起材料拉延起始流動(dòng)不暢，出現裂紋；摩擦因數較低則導致走料阻力太低，沖壓時(shí)可能出現褶皺甚至產(chǎn)品塑性變形不完整。

摩擦因數決定了產(chǎn)品拉延質(zhì)量，汽車(chē)零件前期研發(fā)一般定義摩擦因數為0.13~0.15。

3.2.2 壓邊力

設置壓邊力的目的是有效監控材料在沖壓成型時(shí)的流動(dòng)，防止產(chǎn)品出現皺褶[2]。

壓邊力對拉延成形的影響不能粗略地歸納為降低引起零件皺褶、升高引起零件開(kāi)裂，壓邊力偶然波動(dòng)將使產(chǎn)品定義更是重中之重。

拉延工序通常出現的成型質(zhì)n=c·(t-1)+1 （1）運算結果為7，根據正交試驗要求最低應該采用 9 行。

本文正交表采用 L9(34)來(lái)建立，詳細因素選擇如表2所示。

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出現繁瑣的系列反應，如：因為壓邊力的降低，導致拉延早期材料流動(dòng)不暢，反而出現裂紋（準確說(shuō)是撕裂）；壓邊力過(guò)高，拉延開(kāi)始后立即導致壓邊圈附近材料出現裂紋，進(jìn)一步拉延時(shí)材料開(kāi)裂部分進(jìn)入型面區域，引起零件褶皺。

3.2.3 壓邊圈行程

壓邊圈行程是控制拉延進(jìn)程的重要參數，決定了板料拉延的開(kāi)始時(shí)間，直接影響零件的成形，一般根據 CAE 分析的結果來(lái)設定。

設置此參數時(shí)應保證壓邊圈將板料托起，板料略高于凸模的最高點(diǎn)，防止板料未張緊狀態(tài)下提前與凸模接觸，影響拉延質(zhì)量，同時(shí)也不能過(guò)高，以防板料下蕩觸碰凸模。

在實(shí)際調試過(guò)程中，可能需根據零件的質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行微調以控制板料接觸凸模的時(shí)間[3]。

3.3 試驗結果

由表 3 可知，序號為 1 的組合門(mén)鉸鏈處的減薄率最低，為17.1%。

3.4 試驗結果分析

試驗后，可選擇極差分析法及方差分析法進(jìn)行研究。

水平效應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各自匹配因子的預估數據

4 結論

本文運用正交試驗法對摩擦因數、壓邊力、壓邊圈行程等工藝參數對左前門(mén)內板門(mén)鉸鏈處減薄率展開(kāi)系統研究，獲得參數的最佳組合是摩擦因數0.13、壓邊力17 kN、壓邊圈行程130 mm，獲得的減薄率為 17.1%。

本文的研究方法可為汽車(chē)沖壓零件外觀(guān)缺陷問(wèn)題提供解決思路。

參考文獻：

[2] 廖仲伍. 鋁合金汽車(chē)車(chē)門(mén)沖壓成形工藝研究[D]. 武漢: 湖北工業(yè)大學(xué), 2017.

[3] 姚海波, 王立然. 沖模壓邊圈力源對模具結構設計的影響[J]. 模具制造, 2017(9): 6-8. AT