本站原创［摘 要］汽车模具在试模时,零件翻边制作后经常会有局部边缘开裂或者起皱的现象,通过对翻边模具进行局部的修改或增加压料块以及翻边的刀块形状修正等措施,解决了前述不利因素；同时,也可针对同类模具维修时提供有价值的参考.
［关 键 词］翻边模具；前隔板；开裂；整改
［作者简介］汤耀年,柳州职业技术学院讲师,高级技师,研究生,研究方向：数控、模具技术制造、CAE的教学与研究,广西柳州,545006
［中图分类号］TG76［文献标识码］A［文章编号］1007-7723（2012）01-0031-0002
目前,汽车的整车外观质量要求越来越高,这就要求汽车零件的模具在制造时,需要具有极佳的技术工艺和严谨的加工流程,特别是在模具开发试制或者维修时,翻边工序是模具制造的一个重要环节,其用途非常广泛.本道工序的质量好坏,最终牵涉到汽车零部件的焊接装配质量；若翻边模具冲压出来的产品零件局部边缘出现开裂或者起皱现象,其结果可想而知.因此,在不破坏模具零件结构的原则问题下,对模具局部进行修改,力求局部的小改小动,通过整改等一系列补救措施,即达到满足模具的各项要求又获得较高的外观质量,从而减小制造的生产成本而获得良好的收益.
一、汽车前隔板试模开裂的原因分析
翻边是坯料平面或曲面部分,使板料沿一定的曲率半径翻成竖立边缘的冲压成型方法.根据性质和应力状态的不同,分为内孔翻边和外缘翻边.其中,外缘翻边根据性质又可分为伸长类和压缩类.前者的特点是坯料变形区内,主要在切向拉应力的作用下产生切向的伸长变形,边缘容易拉裂；后者的特点是变形区主要为切向受压,在变形过程中材料是最容皱的.
在大型模具研发制造或者模具维修过程中,经常出现包括诸如前隔板这类汽车零件,在经过翻边工序后,会遇到零件边缘局部有开裂现象.经过长期地探索和深入到校企合作基地的实地研究,对零件产生的缺陷问题进行了初步分析,主要有：
1.现用的与零件设计的材料不一致.有些为了节约材料成本,使现用材料的抗拉性能降低,延伸率下降,零件拉延后已经接近材料的变形极限,若继续再翻边则使其超过了材料的临界值,容易造成零件开裂.
2.使用的冲压设备与试模设备是否相符.机械冲压设备与液压设备相比,前者的冲压速度较快,则模具单位时间内受到的冲击力将增大而容易产生开裂.即在翻边工序时,急剧的翻边速度会直接影响到模具在完成翻边动作时的质量效果.
二、汽车前隔板试模开裂的整改方案
若是材料和设备无法改变情况下,只能采用修改模具的方法,以达到可能消除零件的开裂现象.经验直觉告诉我们：模具常用的办法其一是拉延时在模具开裂位置部分的型面上增加小凸台,通过凸台起到积料作用,给后序翻边处供料；其二是放大翻边凸凹模在该处圆角和两者配合间隙.具体做法是；
1.开裂工序处放下模圆角及打磨翻边镶件砂眼.
2.降低拉延工序的压力值,尽量减小材料的变形量,能取得良好效果.
按此方案再次进行试制后,令人意想不到的是,结果在该处仍有开裂现象,只不过开裂处变小了,效果不明显,即增加吸料包的方案效果不明显.甚至某处的圆角越大其开裂也越大,因此必须直接否决该方案.
由于效果不明显,再次进行分析讨论.在总结经验教训情况下,决定采取以下新方案,即堆焊垫高翻边型面,减小圆角和凸凹模的配合间隙,迫使该边圆弧翻边时整体同时产生预弯曲.
按此方案进行试制后,零件无开裂现象,该方案效果明显.当然,对于翻边模具应具体情况具体分析,不能一概而论,对于某些部位的开裂现象,也可通过修改切边模,消除因为毛刺过大而引起的翻边开裂问题；抑或采取堆焊刀块,现场师傅修配凸凹模间隙,以及光顺翻边凸模处,达到消除零件开裂现象的要求.
三、汽车翻边模具工序翻边时应注意的事项
在制件的翻边轮廓变化较大时,应需要从几个不同方向进行翻边,换而言之,不同的凹模镶件的运动方向是不同的,具体应根据翻边轮廓变化大小,适当在修边工序中修出几个缺口,或在不同方向的凹模镶件上,让其依次能进行翻边等运动方式,来提高翻边质量；另外,还可通过凹模镶件前沿的轮廓线与翻边轮廓线不重合,在翻边时应有先后之分,以改变材料的流动情况,也可以达到提高零件质量效果.
1.在平面上进行曲线翻边,通常有两种情况
（1）属外缘的压缩类轮廓翻边时,翻边部位的材料向邻区流动的越多翻边质量就越好,采取策略方法是：可使翻边部位的凹模镶件所组成的端面为凸形轮廓,在翻边成形时,凹模镶件端面凸形形状的中间部位先与毛坯接触,使翻边部位从两边顺序翻边,毛坯受到的切向压力相对减小,则不易产生波纹、起皱和积瘤等不良的现象.
（2）属内孔的伸长类轮廓翻边时,邻区的材料向翻边部位流动越多,则翻边质量就越好.采取的策略方法是：可使翻边部位的凹模镶件所组成的端面为凹模轮廓,促使翻边部位从两边向中间顺序翻边,毛坯受到切向拉应力相对会减小,尽量减小部位壁厚变薄,避免了零件破裂等不良的现象.
2.在曲线上进行翻边时,通常有两种情况
（1）向曲面的曲率中心方向翻边的属压缩类的,翻边部位的材料向邻区流动的越多翻边质量就越好.采取策略方法是：让凹模镶件端面凸形形状的中间部位先与毛坯接触,使翻边部位从中间向两边顺序翻边,毛坯受到的切向压力就减小,结果同样是不易产生波纹、起皱和积瘤等不良现象.
（2）向曲面的曲率中心反方向翻边得属伸长类的,邻区的材料向翻边中心流动得越多,则翻边质量就越好.采取的策略方法是：凹模镶件端面凹形形状两边的部位先与毛坯接触,使翻边部位从两边向中间顺序翻边,毛坯受到切向拉应力相对会减小,不容易产生壁厚变薄和破裂等不良现象.
综上所述,在曲线进行翻边时,不论何种类型翻边,一定要使凹模镶件所组成的刃口端面轮廓的曲率半径大于凸模所组成的曲率半径,可尽量避免波纹、起皱、破裂和积瘤等不良现象.
四、结语
通过对翻边模具进行局部的修改,增加压料块以及翻边的刀块形状修正；堆焊垫高翻边型面,减小圆角和凸凹模的配合间隙等措施,获得满意的模具试制效果.当今模具制造技术,特别是对于精度要求高的模具产品,大都实现了数控化的精密数控设备的试制生产,构建了精密加工的技术手段,为保证模具制造精度和品质提供了强大的硬件设施.目前很多的汽车企业推行了精益生产,对材料进行定额管理,减少或杜绝不合格件的产生,才能做到对模具制造时材料成本的有效控制.今后模具开发与应用还在继续之中,为了达到最佳的效果,仍然需要各类科技和现场人员坚持不懈地努力和探索.
［参考文献］
［1］蒙以嫦,梁艳娟.冲压模具设计与制造［M］.北京:北京理工大学出版社,2010.
［2］翁其金.冷冲压与塑料成型――工艺及模具设计［M］.北京.机械工业出版社.2009.
［3］向小汉,汤耀年.汽车冲压零件材料成本控制的应用与探索［J］.模具工业,2012,(1).