尾門內(nèi)板作為汽車重要的覆蓋件，造型和質(zhì)量要求不斷在提高，其曲率大、深度深纪孔、形狀復(fù)雜的特性決定了拉深成形困難，容易出現(xiàn)破裂衷屋、起皺等問題现岗。

確定尾門內(nèi)板拉深方案是首先要解決的問題，拉深方案不但決定能否成形滿意的零件尔粮，而且影響到工藝補(bǔ)充及拉深各工序的安排辱涨。

零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

圖1 尾門內(nèi)板

圖1所示為某SUV的尾門內(nèi)板，材料為DC06激靡，厚度為0.65mm开撤，由于造型的需求，零件在Y方向的曲率半徑為R930mm娩纱，在Z方向的曲率半徑為R1600mm擅啸，密封面到風(fēng)窗玻璃面的最大深度為165mm。

拉深方案分析

01上凸單動(dòng)拉深方案

根據(jù)零件的形狀适固，由于2個(gè)方向都存在較大的曲率，通常采用上凸的單動(dòng)拉深方案遮尚，有利于材料的流入和零件的成形誊涯，但在尾門的下部和左右兩側(cè)存在很深的反拉深，且拔模角度都較小蒜撮，存在開裂風(fēng)險(xiǎn)暴构，拉深模型面設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 單動(dòng)拉深的型面設(shè)計(jì)及斷面

板料毛坯尺寸為1505mm×1600mm段磨，壓料力為1700kN取逾，拉深行程為180mm，采用AutoForm軟件對(duì)該拉深方案進(jìn)行分析苹支，在3處反拉深較深的位置砾隅，都出現(xiàn)了開裂區(qū)域，如圖3所示债蜜。反拉深也使材料難以流入到中間型面晴埂，零件中間較多特征也出現(xiàn)了明顯的開裂。

圖3 單動(dòng)拉深的CAE分析結(jié)果

由于沖壓生產(chǎn)線的限制寻定，零件在沖壓生產(chǎn)中無法將沖壓方向調(diào)轉(zhuǎn)180°儒洛，該拉深方案在后序沖孔時(shí)精耐，沖孔毛刺向車內(nèi)，造成尾門內(nèi)飾板裝配時(shí)卡扣不容易卡入安裝孔琅锻。

02下凹雙動(dòng)拉深方案

如果上凸單動(dòng)拉深方案的成形性沒有問題竿饭，只是為了解決沖孔毛刺方向的問題，使沖孔方向由車內(nèi)向車外肴泥，可以選擇將零件采用圖4所示方向拉深不凳，在單動(dòng)壓力機(jī)上，采用氮?dú)鈴椈蔀樯夏哼吶μ峁毫狭Φ蹈模瑢?shí)現(xiàn)單動(dòng)壓力機(jī)的雙動(dòng)拉深断憨。

圖4 雙動(dòng)拉深的工具體設(shè)置及分析結(jié)果

圖5 門鎖側(cè)的勾楔修邊結(jié)構(gòu)

該方案只是解決了沖孔毛刺的問題，其本質(zhì)還是上凸單動(dòng)方案沖壓方向旋轉(zhuǎn)180°谅囚，對(duì)零件的成形性沒有改善瑰保，同時(shí)也帶來2個(gè)問題：①由于零件上部和下部都需要采用勾楔修邊，考慮到后序修邊刀的強(qiáng)度和高寬比雄防，拉深補(bǔ)充會(huì)比單動(dòng)方案設(shè)計(jì)更大柱阱，如圖5所示，導(dǎo)致材料利用率降低康局；②壓料圈采用氮?dú)鈴椈勺鳛閴毫υ锤懦ⅲǔ毫Τ^1500kN，在拉深完成后滑塊從下死點(diǎn)往上升時(shí)蟆盐，由于氮?dú)鈴椈蓻]有閉鎖功能承边，氮?dú)鈴椈捎凶銐虻牧⒒瑝K往上頂，主電機(jī)由電動(dòng)機(jī)變成發(fā)電機(jī)石挂，產(chǎn)生反饋電流博助，致使系統(tǒng)采取剎車動(dòng)作，導(dǎo)致剎車片的多余磨損痹愚。

在生產(chǎn)中富岳，如果出現(xiàn)超出預(yù)期的磨損，可以通過修改壓力機(jī)和液壓模墊的PLC控制程序來解決該問題拯腮。

03下凹單動(dòng)拉深方案

從上述拉深方案的分析結(jié)果來看窖式，三側(cè)較深的反拉深造成零件嚴(yán)重開裂，為改善零件的成形性动壤，將零件采用下凹的方向拉深萝喘。

由于風(fēng)窗玻璃的外凸，加之零件在Z方向和Y方向的曲率很大琼懊，為了避免壓料圈閉合時(shí)及拉深過程的板料起皺蜒灰，在X方向和Y方向都保證了壓料面的夾角比凸模表面的夾角大，拉深模型面如圖6所示哥钉。

圖6 下凹單動(dòng)拉深型面

用AutoForm軟件對(duì)該型面進(jìn)行了CAE分析蜗原，由于風(fēng)窗特征很深瀑红，分別對(duì)風(fēng)窗中不設(shè)計(jì)壓料圈、小壓料圈行程等于外壓料圈和小壓料圈行程小于外壓料圈3種情況進(jìn)行分析嗤锯，如圖7所示贼扩。

圖7 3種壓料方式的分析結(jié)果

從圖7分析結(jié)果來看，風(fēng)窗中不設(shè)計(jì)壓料圈時(shí)钉栈，中間的板料是自由狀態(tài)璧酣，預(yù)沖孔的邊界產(chǎn)生了嚴(yán)重的開裂，所以方案失敗滥庭。其他的2個(gè)方案風(fēng)窗都采用壓料圈扑诈，零件成形性得到了很大改善，沒有任何開裂產(chǎn)生胞讯。同時(shí)小壓料圈的行程對(duì)最終的成形結(jié)果影響不大很刃，壓料圈閉合時(shí)的毛坯狀態(tài)也基本相同，如圖8所示炸涝。

圖8 壓料圈閉合時(shí)毛坯狀態(tài)

圖9 拉深過程的起皺

材料的毛坯尺寸為1655mm×1580mm昼浦，考慮到壓料圈閉合時(shí)毛坯的狀態(tài)，因此整個(gè)壓料面依據(jù)風(fēng)窗曲面設(shè)計(jì)筒主，造成兩側(cè)的拉深深度加深关噪。下凹單動(dòng)拉深方案由于凸模為馬鞍形，中間凹模突出很高乌妙，在成形過程中使兔，凹模的凸出部分先接觸板料，而凸模馬鞍的低處并沒有對(duì)材料起支撐作用藤韵，加劇了兩端的材料往馬鞍的低處滑動(dòng)火诸，造成零件圓圈位置出現(xiàn)了嚴(yán)重的起皺疊料，如圖9所示荠察。

04下凹三動(dòng)拉深方案

從下凹單動(dòng)拉深方案的CAE分析結(jié)果可以看出，雖然3種方案都存在問題奈搜，但至少可以得出2條結(jié)論：①后風(fēng)窗一定要采用小壓料圈悉盆，但小壓料圈與外壓料圈不需要同時(shí)壓料，壓料面可以不設(shè)計(jì)為一個(gè)壓料面馋吗；②下凹拉深方向最有利于零件的拉深成形焕盟，可以最大程度保證零件的成形性，但需要解決拉深過程的起皺問題福咙。

根據(jù)以上2條結(jié)論铣飘，在拉深型面設(shè)計(jì)時(shí)將小壓料圈和外壓料圈的壓料面設(shè)計(jì)成2個(gè)，后風(fēng)窗的壓料面要保證拉深深度最淺秋孕，外壓料面與小壓料圈不是一個(gè)壓料面卤酬，深度降低20mm膛躁，以提高材料的利用率和降低零件的外周拉深深度，如圖10所示枕娱。

圖10 下凹三動(dòng)拉深的拉深型面

由于小壓料圈的拉深深度比外壓料圈的拉深深度深赢虚，當(dāng)凹模開始接觸板料時(shí)，外周壓料圈未閉合叶素，周邊的板料還處在自由狀態(tài)舰秀，風(fēng)窗的凸起先接觸板料，造成毛坯板料的嚴(yán)重起皺屹请，如圖11所示枚鸭。

圖11 壓料圈閉合前毛坯狀態(tài)

為了保證外壓料圈閉合壓住板料，在凹模外周也設(shè)計(jì)一個(gè)壓料圈癣臭，采用氮?dú)鈴椈芍味希獨(dú)鈴椈傻男谐淌怪苓叺男兔娓哂陲L(fēng)窗突出的部分，以保證外周的壓料早于風(fēng)窗的壓料村刨，采用三動(dòng)拉深模方案告抄，具體設(shè)置如圖12所示。

圖12 下凹三動(dòng)拉深工具體設(shè)置

從下凹單動(dòng)成形過程可以看出嵌牺，零件拉深過程有嚴(yán)重的起皺打洼，其原因主要是凹模凸出的反成形遇到了馬鞍形的凸模，因此逆粹，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)置募疮，如表1所示。

通過壓力可知僻弹，該三動(dòng)拉深方案的動(dòng)作順序?yàn)椋旱降浊?80mm外壓料圈（上模）與外壓料圈（下模）閉合→外壓料圈（上模）氮?dú)鈴椈蓧嚎s阿浓，實(shí)現(xiàn)雙動(dòng)拉深→到底前80mm外壓料圈（上模）與下壓料圈（下模）閉合，上模雙動(dòng)拉深完成→模具切換到單動(dòng)拉深→完成拉深蹋绽。

圖13 下凹三動(dòng)拉深的成形過程

用AutoForm軟件對(duì)該拉深方案進(jìn)行了CAE分析芭毙，板料尺寸為1555mm×1520mm，零件在拉深過程中沒有出現(xiàn)開裂和起皺卸耘，如圖13所示魁跷。

▍原文作者:方玉榮

▍作者單位：江鈴汽車股份有限公司

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