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汽车覆盖件拉延起皱开裂的影响因素及控制措施

1引言

以车身覆盖件为代表的冲压零件多由复杂的空间自由曲面组成,其成形时坯

料上各部分的变形状态比较复杂，差别较大，各处应力也很不均匀，常出现破裂、

起皱、波纹、扭曲、松弛、瘪塘等质量缺陷.使得汽车覆盖件成为板料成形领域

最难成形的零件。

有的浅复杂曲面零件，因在拉深过程拉深变形不充分而起皱，而且造成刚性

不足。为了防止起皱、增加刚性，可采取措施使压料面的材料减少流动或基本不

动。在这种情况下，零件的成形主要是依靠材料的局部变薄而成形的。故其拉深

变形特点基本上与局部变薄拉深相似.有的零件由于在同一平面上拉深的深度不

一致又不对称，沿周边各处变形不均匀，以致发生起皱和拉裂现象。

为了控制拉深过程中材料流动均匀、变形充分而又不出现起皱和拉裂，在冲

压上采用的措施基本上是开流和限流。开流就是在需要材料流动的地方减小阻

力，使其顺利流动，以避免材料变薄甚至开裂。限流就是在不需求材料流动的地

方加大阻力，限制其流动，以免多余的材料产生波浪而发生起皱.开流和限流的

目的，都是为了合理控制板料流动，改善覆盖件成形时的力学条件,促使材料各

处的变形均匀一致,保证坯料在拉延过程中不起皱，不破裂，提高零件的成形性.

拉延件的工艺性是编制覆盖件冲压工艺首先要考虑的问题，只有设计出一

个合理的、工艺性好的拉延件，才能保证在拉延过程中不起皱、不开裂或少起皱、

少开裂。在设计拉延件时不但要考虑冲压方向、压料面形状、拉伸筋的形状等可

变量的设计，还要合理地增加工艺补充部分.各可变量设计之间又有相辅相成的

关系，如何协调各变量的关系，是成形技术的关键，要使之不但满足该工序的拉

延，还要满足该工序冲模设计和制造工艺的需要，并给下道修边、翻边工序创造

有利条件。

2拉延方向的选择

在车身覆盖件的工序设计中，拉延方向的选择为第一步，也是关键的一步。

它不但影响拉延时板料的流动和模具结构的设计，决定能否拉出合格的拉延件,

而且影响到拉延件深度、压料面形状、工艺补充部分的设计甚至直接影响到后工

序。有些形状复杂的拉延件往往会因为冲压方向选择不当，而拉延不出合格的拉

延件,只好改变冲压方向,这将造成整个拉延模的报废，同时还将波及其他工序模

具是否修改或重新设计制造.所以，拉延方向是覆盖件冲压设计中影响范围广的

工艺参数之一,拉延时的冲压方向必须周密考虑后确定.

2.1开始拉延时应尽量使凸模与毛坯的接触状态良好，使各侧边流入凹

模的材料均匀。

当凸模与坯料为点接触

时，应适当增大接触面积,防

止材料因应力集中而造成局a

部破裂，如图2—1a。但也要

避免凸模表面与坯料以大平

面接触的，否则由于平面上的

拉应力值降低，材料得不到充

分的塑性变形，影响零件的刚

b

性,并容易起皱。

凸模与毛坯接触的地方

应尽量靠近中间,如图2-1b

c

凸模与毛坯的接触点要

多而分散，并尽可能分布均匀,

防止坯料窜动，如图2—1c

2。2拉延方向的选择

图2-1凸模开始拉延与毛坯的接触状态

应使压料面各部位进料阻力

均匀

拉延深度是保证压料面各部位进料阻力的主要条件,因此,选择拉延方向时，

应保证拉延深度均匀，深度合理，如图2-2。

图2-2拉延件两个冲压方向示意图

2.3拉延方向有利于后工序的加工

设计拉延件形状还必须考虑后工序的加工难度，现以一个零件为例说明：

图2-3为一左右对称冲压加工的零件,若按（a）图的合并所决定的拉延方向，

则造成零件拉延深度较深，容易拉毛，而且修边困难;若按图（b）、（c)的形式

合并后所决定的冲压方向进行拉延，需拉延两次,拉延深度变浅，修边加工容易，

其实仔细分析方案（b）、（c）可以看出,（b）在拉延时，从压料面上