图1 后背门内板

冲压工艺方案规划

由于冲压生产线设备只有4 台，所以冲压工序不能超过4 序，否则无法实施正常的流水线生产。
本产品形状复杂，轮廓修边需要几个方向，还有一个大的天窗孔需要修掉，各种圆孔和异形孔达110 多个，且冲孔方向不同，压合边和窗口需要整形，还有三个爪需要翻边，所以最少4道工序。
经过详细分析，冲压工艺方案为：拉延→吊楔修边冲孔→吊楔修边冲孔→翻边整形。

拉延造型设计及模拟分析

⑴拉延造型设计。

拉延造型设计是冲压工艺的核心，直接影响冲压工艺的成败。
本产品采用单动拉延结构，为了降低拉延深度，压料面采用“V”形双曲压料面，除了三个爪需要翻边外，所有的产品形状在拉延工序拉出。
为了消除开裂问题，在拉延到底前10mm，增加三处切口，经过多轮CAE 模拟分析，优化拉延造型，得到最终的拉延造型，如图2所示。

图2 后背门内板拉延造型

⑵拉延模拟分析。

使用AutoForm 软件进行模拟分析，该软件有壳单元和膜单元两种单元模式。
采用壳单元的模拟分析如图3 所示，毛坯尺寸为1630mm×1430mm，最大减薄率为25.1%，但此处失效为0.57，不会开裂，且成形过程中密封面处没有起皱的趋势。

图3 采用壳单元的模拟分析

采用膜单元的模拟分析如图4 所示，中间密封面处在成形过程中有波浪，波浪在拉延到底前5mm消失。

图4 采用膜单元模拟分析起皱过程

综合这两种模拟分析结果，可以判定拉延造型合理，成形性良好，不会产生起皱开裂问题。

后背板内板其他冲压工艺过程

OP10 拉延的形状已经确定，OP20 吊楔修边冲孔、OP30 吊楔修边冲孔、OP40 翻边整形的工艺内容如图5、图6、图7 所示。

图5 OP20 吊楔修边冲孔

图7 OP40 翻边整形

存在问题

模具在批量生产阶段，出现了一个意想不到的问题：零件右侧中间密封面处，每500 件会出现3 ～6个有波浪的制件。
不一定什么时候出现，没有规律，只能在线尾检测到有波浪的成品件，无法看到有波浪的拉延件的状态，这给分析原因带来了巨大困难。
零件左侧状态一直稳定，从未出现过波浪，右侧缺陷位置如图8 所示。

图8 右侧密封面处波浪

第一轮调试

在对应波浪的位置，将拉延毛坯加宽10mm，拉延后问题依然存在，没有变化；在外侧对应波浪的位置，增加一条拉延筋，减少外侧进料，如图9 所示，实施后，没有任何改善。

图9 增加一条拉延筋

CAE模拟分析

为了找到影响密封面处产生波浪的因素，进行了CAE 模拟分析，如图10 所示，结果如下：

图10 拉延参数改变参考图

⑴将拉延毛坯向牌照侧窜动5mm，让风窗侧多进料，中间密封面处起皱趋势变大。

⑵风窗侧板料加宽10mm，让风窗侧少进料，中间密封面处起皱趋势明显减小。

⑶风窗侧拉延筋增强，让风窗侧少进料，中间密封面处起皱趋势消除。

通过以上分析，可以得出结论，风窗侧中间区域进料多，会造成中间密封面处起皱趋势变大；风窗侧中间区域进料少，会减小或消除中间密封面处起皱趋势。

第二轮调试

根据CAE 分析结果，为了消除右侧中间密封面处波浪，提出三种解决方案：方案一，风窗侧拉延毛坯加宽10mm；方案二，风窗侧拉延筋加强；方案三，消除拉延毛坯向牌照侧窜动的趋势。

观察拉延模具发现，在上模压料面上的四个角部，布置了4 个打料杆。
当压力机滑块向下运动时，4 个打料杆先与板料接触，将板料压变形，由于高速自动化生产状态下，板料处于颤动状态，此时板料有窜动的趋势，然后凹模与压料圈闭合，将板料压住。
滑块继续运动，完成拉延过程。

我们选择了第三种方案，将凹模牌照侧的两个打料杆拆除，风窗侧的两个打料杆保留，如图11 所示。
使板料只能向风窗侧窜动，让该侧少进料。
经过两个批次的冲压生产验证，每个批次500 件，右侧中间密封面处波浪问题消除。

图11 拉延凹模模具结构

本文介绍了某车型后背门内板的冲压工艺和调试过程，可以得出如下结论：

⑴综合壳单元、膜单元两种状态的模拟分析，判断后背门内板密封面处是否起皱，是一种较好的方法。

⑵采用膜单元模拟分析，拉延到底前5mm，波浪消失，可以判断后背门内板密封面处，不会发生起皱缺陷，可以作为一种判别标准。

⑶后背门内板风窗侧中部进料多，是中间密封面处起皱的主要影响因素之一。

⑷本文得到的经验对行李厢内板的设计和调试也具有重要的指导意义。

—— 来源：《锻造与冲压》2020年第10期