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文 / 王朋，姜长富，李艳 · 一汽-大众汽车有限公司成都分公司

冲压模具作为冷冲压生产的重要载体，其在生产中的稳定性，对制件的质量、生产成本以及生产效率有着重要的影响。随着轿车市场竞争的日益激烈，各个汽车生产厂家都把提高生产效率、降低生产成本作为一项主要的工作任务，本文主要介绍一汽-大众某车型侧围外板模具拉延稳定性的优化过程。

在批量的生产过程中，模具连续的拉深成形，导致板料在流动过程中与模具压料面之间摩擦生热，由于热胀冷缩造成凸凹模之间的间隙减小，增大板料的流动阻力，从而导致板料的流动速度发生变化。由于该模具门洞位置的分模线位置设置不合理，导致在拉延成形过程中板料敏感位置处于失控状态，加剧了模具的不稳定性，造成制件B 柱立面和法兰边交替出现缩颈、开裂的问题。通过此次对分模线位置的更改，使板料在成形过程中一直处于受控状态，确保模具拉延成形的稳定性，解决了零件B 立面和法兰边位置出现缩颈、开裂的问题。希望通过此案例可以给大家在调试过程中提供参考和借鉴。

问题描述

一汽-大众某车型侧围外板制件B 柱立面和法兰边交替出现缩颈、开裂问题，平均月停台时间178分钟，平均月废返品造成损失49852 元，再加上生产过程中压机的动能浪费、模修人员调试和生产人员备模的工时浪费等等。此问题已经严重制约了车间的生产效率和降成本的要求。图1 为制件B 柱立面开裂，图2 为制件B 柱法兰边开裂。

图1 侧围B 柱立面开裂

图2 侧围B 柱法兰边开裂

当零件立面出现开裂时，说明成形过程中板料流入量不够，需要增加板料的流入量。对应的方法为平衡块垫高、增加润滑或者减小下气垫的压力；当零件法兰边开裂时，说明成形过程中板料A、B 两处流入过快，且走料速度不一致（A 处＞B 处或者A 处＜B处）。对应的调试方法为平衡块降低或者增大下气垫的压力，保证A—B 之间压料面的压料力足够。所以，零件此位置立面开裂和法兰边开裂是两个矛盾体，在调整零件立面开裂时，平衡块垫高会导致A、B 位置板料流入速度加快，造成法兰边开裂；同时调整法兰边开裂时将平衡块降低，又会导致零件立面出现开裂问题。模具的稳定性不受控，很难找到平衡点，如图3 所示。

图3 侧围B 柱门洞内构成和A、B 走料情况

原因分析

产品造型R 角太小，影响该位置板料的流动，此位置与后续工艺有一定的匹配要求，所以无法对产品造型进行更改；板料的机械性能参数状态不稳定，更换板料时导致频繁调试（每拍板料500 张，每批次生产需要更换5 次板料），所使用蒂森板料为德国进口板料，机械性能优化难度较大，短期内也无法实现；凸模与门洞内压边圈分模线设置不合理，导致标识位置板料在成形过程中一直处于失控状态（拉深高度为190mm，成形初期，门洞内压边圈在下气垫的作用下顶起190mm，而成形的关键位置却在整个拉伸过程中处于失控状态），属于模具工艺问题，可以通过数据模拟，根据模拟效果确认模具分模线需更改的合理位置（图4）。

图4 侧围B 柱门洞内拉延模拟图

整改措施

根据拉延模拟情况，更改门洞内分模线位置，将凸模位置的分型面成形部位分给压边圈进行成形，使板料在成形过程中时刻处于受控状态，如图5 所示。

图5 侧围B 柱门洞内分模线更改图

整改过程

⑴根据模拟情况，确认凸模分模线的位置，对凸模轮廓位置数控加工空开，如图6 所示。

图6 凸模加工空开

⑵考虑到压料面整体从下至上进行烧焊加宽，焊接量过大，花费时间较长，且焊接变形太大，因此对该处压料面位置制作镶键，仅对表面进行烧焊，从而缩短整改时间，减少焊接变形。镶键嵌入模具基体内，并在下端增加支撑，可承受成形力，使用6×M16 的螺钉进行紧固，确保支撑的强度，如图7 所示。

图7 压料面制作镶键

⑶对压料面镶键位置进行烧焊。为保证镶键表面与原压料面无接缝，对原压料面整体降铣5mm，整体进行堆焊，如图8所示。焊条选用86FN 铸铁焊条，焊接前进行100～200℃预热，焊接时采用短焊道30～50mm，并进行充分锤击，消除焊接残余应力。焊接过程中，注意控制好焊接位置的温度，确保一次性完成焊接工作，中途不能长时间停息，防止冷却后再次焊接造成剥离现象。

图8 压料面镶键位置焊接

⑷凹模压料面对应位置进行研修，去掉台阶，研修光顺后作为基准，如图9 所示。

图9 凹模压料面制作基准

⑸检查测量凹模压料面与下模压边圈之间的间隙，根据着色情况，以凹模压料面为基准对下模压边圈烧焊位置进行研修，确保该位置着色均匀，如图10 所示。

图10 压料面着色研修

整改后效果

通过此次整改调试，模具的稳定性明显提高，因此问题造成的停台时间和废返品基本消除，停台时间减少了84%，由于缩颈开裂造成的废返品损失下降了92%，达到预期的效果。

结束语

通过此次对大众速腾车型侧围外板模具分模线的更改，验证了拉延模在成形过程中分模线的位置对制件成形的影响，对后续在模具工艺设计时分模线位置的设置具有一定的参考价值，同时也给以后解决同类问题提供了新的思路和方向。

——文章来源：《锻造与冲压》2021年第6期