汽车覆盖件顶盖拉深模调试方法

陈文锋，杨玉贵，丁 哲

（四川成飞集成科技股份有限公司，四川 成都 610091）

0 引 言

汽车顶盖是组成汽车车身的重要薄板冲压件，具有材料薄、尺寸大、形状平缓及表面质量要求高等特点。汽车顶盖一般需要经过多道工序才能完成成形，能否获得高品质的顶盖冲压件取决于拉深件的品质[1-4]，因此拉深模的调试对成形制件的质量起着重要的作用。顶盖属于大型覆盖件，合理调试研配不仅可以提高冲压件的质量，还可以缩短模具制造周期，弥补模具设计和制造上可能存在的缺陷。

1 顶盖调试探讨

1.1 模具零件抛光

模具零件抛光作为对型面缺陷再修复的重要环节，调试前对基准件的抛光尤为重要，根据顶盖拉深模的调试经验，总结抛光操作过程，如图1所示。

图1 抛光操作过程

首先去除NC加工后的刀花，对于型面交叉部位，按照单方向进行抛光，当粗糙度达到一定程度后，再对型面按照料流方向推顺即可。在进行交叉型面抛光时需注意保证交叉区域圆角R的品质，该圆角R取3～4 mm，必须保证与加工数模一致，避免出现缺料、塌边等缺陷。对于顶盖拉深模，4个转角处容易开裂，因此转角处的R角必须光顺，同时保证转角区域主棱线的粗糙度，提高成形零件的表面质量。

1.2 通气孔布置方法

拉深成形过程可以分为4个阶段：进料、压料、成形、取件。板料成形过程中，由于凸、凹模接触板料的位置及板料的塑性变形，会形成封闭空间，且随着成形过程的进行，封闭空间的体积逐渐缩小，如果封闭空间的空气不能及时排出，将导致拉深件不能与模具零件紧贴，成形制件的形状将达不到设计要求；同时，如果封闭空间的空气在成形过程中完全排出，成形后不能吸入空气，会产生负压导致成形后的制件被负压吸附在凸模或凹模上，造成取件困难，强制取件会影响制件的形状精度。设置通气孔是解决上述排气、进气问题的方法，合理设置通气孔的数量及排布方式能保证拉深件品质，成形过程中的封闭空间如图2所示。

图2 拉深过程中封闭空间形成示意图

通过现场调试经验总结，顶盖的通气孔设计及加工需要按照以下要点执行。

（1）在两厢车零件的凸模上加工φ4 mm梅花型的孔。

（2）通气孔布置必须保证钻孔位置在凹型面处、A级曲面通气孔直径为φ4 mm、B级曲面通气孔直径为φ6 mm。

（3）通气孔间距通常以60～70 mm为最佳，在允许布置的条件下数量越多越好。

1.3 淬火修整

调试实践证明顶盖R处表面缺陷都是由于淬火后R角处型面的抛光方法不正确导致，对基准件淬火后，型面凸R角周围的修整至关重要。首先在钢材上涂蓝油并在凸R角周围均匀推移，检查图3中黑色线条内型面着色是否均匀，沿不同方向反复推修，保证型面光顺；其次用油石交叉推修达到型面连线、棱线清晰的效果。操作方法如图3所示。

图3 淬火后修整

2 顶盖调试方法

顶盖是大型外覆盖件，表面质量要求高，刚性好，拉深件的质量决定最终制件成形的质量，因此拉深模的调试尤为重要。

2.1 机床参数和模具零件运动检查

模具在压力机上装夹后，检查下模的顶杆位置、顶出高度是否合适，确认无误后将闭合高度抬高，使凸凹模型面空开，上下微调运动，确保模具零件运动正常。在导板上刷红丹粉，研修导滑面，保证整个导滑面着色均匀，以确保模具零件运动与凸、凹模及压边圈型面相对位置关系与设计的保持一致。

2.2 压料面研配

压料面研配时应保证压料筋到凹模口之间的着色率达到95%以上，压料筋以外50 mm的着色率达到80%以上，没有压料筋的部位应保证凹模口以外50 mm的着色率达到95%以上，如图4的示。

图4 压料面研配要求

将试模板料裁剪至压料面的大小，两面均匀涂上红丹，抬高模具闭合高度（型面未成形时），将机床滑块压边力调至所指示的值，向下运动接触压边圈，在板料起皱的位置切割开槽。压料面达到要求时进行研修、抛光，压料面的着色率达到要求的同时，表面粗糙度也应达到要求，避免二次抛光，造成压料面的着色率不合格影响模具的调试工作。对压料面反复研修，推顺拉深槽R角和凹模口R角，保整光滑圆顺。

2.3 调试出件

根据指导书确定板料尺寸进行试模，增加模具闭合高度，压料力按照指导书指示设置。成形过程分几次成形，观察每次拉深件的变化，作好记录，对成形制件的进料尺寸与理论进料尺寸作比较，有利于后期调试时对压边力和压料面的分析和调整。实践表明：三厢车顶盖成形首件可能在4个转角处出现开裂和凹陷，两厢车顶盖成形的前角和后端也会出现开裂，如图5所示。

图5 开裂危险区域

模具经调试成形合格制件后，对拉深筋和凹模凸R进行淬火，为了避免二次淬火影响模具零件质量，需要再次确认制件达到质量要求后，才能进行凹模和压边圈的淬火。为了提高研配精度将压边圈和下模用螺钉连接紧固，以下模为基准研配凹模。在压力机上研配抛光保证凸模成形R角周围50 mm着色至95%以上，理顺所有凸R角且光滑圆顺。

2.4 顶盖调试缺陷处理

调试成形过程中，由于模具零件研配不到位会造成成形顶盖产生表面质量缺陷，即顶盖4个角开裂，如图6所示。

图6 调试缺陷

将成形顶盖开裂处对应的模具零件R角光滑圆顺，如果成形顶盖开裂处没有改善，将上模对应处侧壁适当修整，保证材料在不流动的情况下制件不开裂并将此处凸、凹模研配至强压状态直至消除表面缺陷。

3 顶盖调试注意事项

通过对现场调试经验进行总结，顶盖的调试需要注意以下3点。

（1）排除顶盖前端两角凹陷。首先用硬油石检查凸模有无缺陷，确认无误后，再刷蓝油检查凸、凹模间隙，保证此处的凸、凹模型面强压。

（2）后端凹陷。确认凸模此处有无缺陷，排除凸模缺陷后，如果成形时后端还有凹陷，增大此处压边力，精研配此处压料面一般能消除此处缺陷。

（3）后端刚性不足。顶盖调试主要是解决刚性不足的问题，刚性不足是由于材料未充分变形造成，两厢顶盖设计要求此处材料变形达到5%，由于两厢顶盖此处较平缓且面积大，制件在成形过程中难以达到设计要求的变形量，导致调试工作困难。根据调试的经验，总结了3点：①重压区的压料面按要求研配着色100%；②拉深筋和拉深槽R角不能随意修整，调试过程中如果出现开裂，可以提高压料面、拉深筋和拉深槽R角粗糙度，适当降低压边力，由于两厢车顶盖在成形过程中板料要向待成形制件流动，调试过程中要控制好板料的流动，既要保证成形制件中间部分的材料向外流动，又要使四周的材料向里流动，需要找到一个平衡点，制件成形后将其翻转，保证制件顶部有向四周侧壁流动8 mm左右的痕迹，即可满足设计要求的刚性；试模前在板料上画一些φ100 mm的圆，如图7所示，待制件成形后，以相同的圆心划同样大小的圆，观察成形前后2个圆的变化，成形后，检查制件上2个圆的直径，直径差φ4 mm左右，说明材料的塑性变形达到要求；③需要注意的是制件后端成形后，压料面不能产生起皱，否则会增加后工序二次成形的调试难度。

图7 圆形应用情况

4 结束语

顶盖拉深模调试的质量会影响拉深件的质量，拉深件的质量则会影响成形制件的整体精度和外观以及整个生产周期，掌握典型制件拉深模的调试有利于减少模具生产过程中的重复劳动以及缩短制造周期，研究成形顶盖模具的调试过程，对未接触此类制件的模具调试人员起到了指导作用。