贾志文; 戴建新; 曹国亮; 李二旭
【期刊名称】《《模具制造》》
【年(卷),期】2019(019)011
【总页数】6页(P5-10)
【关键词】汽车冲压模具; DL图纸会签; 工艺编排; 材料利用率
【作 者】贾志文; 戴建新; 曹国亮; 李二旭
【作者单位】浙江合众新能源汽车有限公司 浙江嘉兴314506
【正文语种】中 文
【中图分类】TG385.2
1 引言
汽车冲压模具设计属于冲压模具设计的一种，传统的冲压模具设计是按工艺流程单进行单工序模具设计。随着企业技术不断进步，各种CAD/CAM/CAE软件的广泛应用，DL图设计方法，完全取代传统的设计方法，被广泛应用，极大地缩短了模具调试时间和模具制造周期。主机厂开发新品模具，对于模具DL图的审核，尤为重要。模具DL图的审核，可以确认模具回厂后与设备的适配性、生产节拍需求、模具维护保养频次及模具开发降本创收等相关内容，是模具开发过程中不可缺失的必要环节。
2 DL图审核原则
DL图就是冲压工序流程图，也叫工法图，是指冲压件的工艺图纸，包括每道工序的冲压方向、定位基准、主平面图、顶杆分布图、废料排向示意图、废料刀刃入状态图等内容。通过应用CAE仿真分析软件（如AUTOFORM/DYNAFORM等）进行比较，选出最合理的冲压工艺方案和模具结构，从而指导模具设计及制造。通常DL图审核需遵循以下几项原则：
2.1 降本提速
在满足设备适配的情况下，为减少冲压设备资源浪费、提升生产效率、降低模具开发成本，
尽量采用左右件共模，或多工序合模的方式设计模具。左右件共模也可提升冲压件工艺补充的合理性，在模具尺寸满足设备适用性的情况下，左右件合模已成为模具设计的趋势。
2.2 缩减工序
冲压工序的性质主要取决于冲压件的结构形状、尺寸精度，同时需要考虑冲压件的回弹和具体的生产条件。冲压工序的数量主要根据工件形状的复杂程度、尺寸精度要求和材料性质确定。但在设计过程中，还应该考虑相关生产参数，如模具规划产能、标准生产批次、冲压设备的条件以及工艺稳定性等多种因素的影响。冲压工序的顺序应根据工件的形状、尺寸精度的要求、工序的性质以及材料变形的规律进行安排。受模具开发成本影响，汽车冲压件工序编排基本考虑在5道工序以内（不含落料）。
2.3 可生产性
模具在设计初期，需考虑与生产设备的适配性，参照现阶段汽车冲压件开发情况，主要可分为自动化生产及手工线生产两方面，其中自动化生产线，需注意模具电气设施的设计位置及生产送料高度等参数。
（1）自动化生产。
自动化生产所需设备如表1、表2、表3所示。
（2）手工生产。
手工生产所需设备参数如表4、表5所示。
表1 冲压线压力机设备冲压线规格参数t t m m单位kN台kN mm mm mm mm kN kN项目公称力台数回程力最大开口滑块行程工作台有效尺寸（左右×前后）液压垫行程液压垫力液压顶出力移动工作台承重最大上模重量工作台定位精度送料高度工作台电、气源布置位置mm左/右—— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——
表2 冲压线自动化设备项 目清洗机涂油机参 数板料宽度板料长度板料厚度单张板料重量送料高度板料宽度板料长度单张板料重量喷油量—— —— —— —— —— —— —— —— ——
表3 冲压线起重设备项 目规格型号起重量（t）——主钩参 数起升高度（m）副钩主钩副钩—— —— —— —— ———— —— —— ——
2.4 CAE缺陷识别、回弹补偿
（1）起皱。
起皱是由于板料在拉伸时受压缩变形而引起的冲压件缺陷。在拉伸时，由于凸缘材料存在着切向压应力，当这个压应力达到一定程度时，板料切向将因失稳而拱起，这种在凸缘四周产生波浪形的连续弯曲称为起皱。通常采用提高板内径向拉应力来消除起皱。当皱纹在冲压件四周均匀产生时，应为压料力不足，逐渐加大压料力可消除皱纹。在工法设计时，如无法消除起皱缺陷，可以提出FCR，通过优化冲压件来消除起皱缺陷。
表4 冲压线压力机设备冲压线规格参数项目公称力台数回程力最大开口滑块行程工作台有效尺寸（左右×前后）液压垫行程液压垫力液压顶出力移动工作台承重最大上模重量工作台定位精度单位kN台kN mm mm mm mm kN kN t t m m—— —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——
表5 冲压线起重设备项 目规格型号起重量（t）——主钩参 数起升高度（m）副钩主钩副钩—— —— —— —— ———— —— —— ——
（2）破裂。汽车贴钻
破裂是拉伸失稳在薄板冲压成形中的主要表现形式。当拉伸变形力大于传力区处材料的实际有效抗拉强度时，板料则被拉破。调整压料力，使压料力变小，或者调整拉伸间隙，使间隙变大，并使间隙变得均匀可解决拉伸件破裂。覆盖件在拉伸过程中，拉伸较深或有窗口返拉伸成形的冲压件易拉裂，可用增加工艺切口或工艺孔的方法来解决。工艺切口应在后序的切边工艺中切除，以免影响冲压件的外观质量。
（3）回弹。
拉伸成形过程中存在着大量的弯曲变形，当拉伸成形结束时，板料厚度方向上还存在着残余的应力，模具闭合时，这些残余应力与模具的接触力保持平衡关系。当模具打开后，这些残余应力将导致成形件产生回弹现象，使冲压件的最终尺寸与预期尺寸存在一定的偏差。在工法设计时，要基于回弹仿真和模拟实验，确认回弹补偿量。
3 DL图纸会签问题排查流程
DL图纸会签问题排查流程如图1所示。
图1 DL图纸会签问题排查流程
4 图纸会签问题排查
4.1 冲压工序排布
汽车冲压件的制造中，其工艺需结合相关原则，如生产高效、技术性、安全、经济效益等，对冲压件的选择需依照相关要求完成，使满足要求的冲压件与良好的制造工艺相结合，从而呈现出更好的经济效果，发挥更佳的技术创造效果。通常对冲压工艺的改动，会引起模具的报废或返工等不良现象，由于差异性的存在，冲压件的制造存在多样化的方案可供选择。因此，对汽车冲压件工艺进行分析有一定重要性。冲压件工序排编一般需审核以下几点：
（1）落料工序。
依据冲压件形状、材料利用率的提升性、落料模开发成本以及新品开发需求产能，从冲压件生产需求、经济效益方面，确认是否需开发落料。
（2）拉伸工序。
冲压件首工序一般是拉伸或者成形，拉伸指先拉后切边，有压边圈，板料充分流动，不易产生皱褶，用于大的覆盖件；而成形是指先切边后拉的工艺，先根据冲压件形状计算，然后落料，再进行拉伸，这样优点在于省料，但易出现皱褶，一般用于料比较厚的支架或表面要求不高的冲压件。
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