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轉(zhuǎn)發(fā)自：視界

（同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院，上海 200092）

拉延決定著產(chǎn)品平直、制造節(jié)拍及制造運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

拉延工序設(shè)計(jì)過(guò)程中，要全面權(quán)衡拉延角度、材料規(guī)格、壓邊圈等要素的干擾，工藝補(bǔ)充面參數(shù)多，如工藝規(guī)劃、設(shè)備沖次、拉延力、材料性能指標(biāo)、清洗機(jī)油量等。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，上述因素對(duì)零件品質(zhì)的影響程度和方向存在差異，同時(shí)，各因素內(nèi)部亦存在復(fù)雜的關(guān)系。

如，拉延力和清洗機(jī)油量的改變均會(huì)導(dǎo)致門鉸鏈區(qū)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]。

受限于客觀條件及成本，本文對(duì)沖壓制造時(shí)可監(jiān)控的指標(biāo)數(shù)據(jù)的3個(gè)要素展開(kāi)研究：摩擦因數(shù)（即匹配制造時(shí)擠干輥壓力）、壓邊力和壓邊圈行程。

根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，這3個(gè)參數(shù)是導(dǎo)致零件開(kāi)裂的重點(diǎn)要素。

同時(shí)，根據(jù)之前沖壓制造過(guò)程的調(diào)試記錄，上述3個(gè)要素亦是左前門內(nèi)板門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(yàn)，即c=3、t=3，最低行數(shù)要求為：量問(wèn)題有開(kāi)裂、疊料、成型不充分、拉延棱、劃傷等。

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

在軟件中設(shè)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(rèn)，拉延設(shè)置結(jié)束時(shí)與后續(xù)各工序?qū)?yīng)關(guān)聯(lián)關(guān)系如圖7所示。

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圖7 拉延設(shè)置結(jié)束時(shí)與后續(xù)各工序的對(duì)應(yīng)關(guān)聯(lián)

3 正交試驗(yàn)和結(jié)果

3.1 試驗(yàn)方針和參數(shù)左前門內(nèi)板門鉸鏈處減薄暗傷的影響因素頗

3.2.1 摩擦因數(shù)

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

摩擦因數(shù)決定了產(chǎn)品拉延質(zhì)量，汽車零件前期研發(fā)一般定義摩擦因數(shù)為0.13~0.15。

3.2.2 壓邊力

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

壓邊力對(duì)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(xiàn)的成型質(zhì)n=c·(t-1)+1 （1）運(yùn)算結(jié)果為7，根據(jù)正交試驗(yàn)要求最低應(yīng)該采用 9 行。

本文正交表采用 L9(34)來(lái)建立，詳細(xì)因素選擇如表2所示。

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出現(xiàn)繁瑣的系列反應(yīng)，如：因?yàn)閴哼吜Φ慕档停瑢?dǎo)致拉延早期材料流動(dòng)不暢，反而出現(xiàn)裂紋（準(zhǔn)確說(shuō)是撕裂）；壓邊力過(guò)高，拉延開(kāi)始后立即導(dǎo)致壓邊圈附近材料出現(xiàn)裂紋，進(jìn)一步拉延時(shí)材料開(kāi)裂部分進(jìn)入型面區(qū)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(shù)，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(jù) CAE 分析的結(jié)果來(lái)設(shè)定。

設(shè)置此參數(shù)時(shí)應(yīng)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(diào)試過(guò)程中，可能需根據(jù)零件的質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行微調(diào)以控制板料接觸凸模的時(shí)間[3]。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果

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

3.4 試驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)后，可選擇極差分析法及方差分析法進(jìn)行研究。

水平效應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各自匹配因子的預(yù)估數(shù)據(jù)

4 結(jié)論

本文運(yùn)用正交試驗(yàn)法對(duì)摩擦因數(shù)、壓邊力、壓邊圈行程等工藝參數(shù)對(duì)左前門內(nèi)板門鉸鏈處減薄率展開(kāi)系統(tǒng)研究，獲得參數(shù)的最佳組合是摩擦因數(shù)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沖壓零件外觀缺陷問(wèn)題提供解決思路。

參考文獻(xiàn)：

[2] 廖仲伍. 鋁合金汽車車門沖壓成形工藝研究[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(duì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響[J]. 模具制造, 2017(9): 6-8. AT