拖拉机格栅的冲压工艺研究

姚文博 ，冯江坡， 孔建平

（一拖（洛阳）福莱格车身有限公司，河南洛阳， 471004）

摘要： 格栅在冲压生产过程中很容易出现裂纹、暗伤现象，本文针对这一现象对格栅冲压工艺进行了理论和实验研究，研究表明：对于拉延容易产生开裂的部位应通过预压弯等方式减少材料在拉延过程的流动，降低变形量，从而提高产品质量。

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关键词 ： 格栅， 网眼板， 冲压

1 引言

格栅是拖拉机前脸的重要组成部分，它的质量直接影响到前脸的外观质量。但在冲压的生产过程中，格栅很容易出现裂纹、暗伤等现象，因此对格栅的冲压工艺研究一直以来是国内外企业和国内外研究学者们研究的重点。鉴于此，本文结合实际生产，对某一格栅的冲压工艺进行了研究分析。

2 格栅冲压工艺理论研究格栅的产品简图如图1 所示：

从图中可以看出产品属于“U”形件，基板为网眼板，在零件上表面有对称的加强筋结构，在成型过程中要同时保证筋面的对称、成型高度和装配孔位置尺寸。通过分析，制定初步的工艺流程为：

毛坯料—冲定位缺口—拉延—修边冲孔—翻边侧修—侧翻边—成品

根据上述工艺流程，本文对每个工序的工艺进行了理论研究，如下所示：

2.1 毛坯料下料

格栅的基板为网眼板，成型前需要先对毛坯料进行冲孔、裁剪，以达到所需的毛坯尺寸。

2.2 冲定位缺口

由于产品上有加强筋结构，为保证成品外观质量，避免成型后左右筋面不对称，影响美观，所以先冲定位缺口，如图2 所示，后序工序依据定位缺口进行定位、成型。

2.3 拉延

利用拉深模具一次成型，将整体外形加工出来，同时将加强筋高度拉深到规定尺寸，如图3 所示。

2.4 修边冲孔

利用修边冲孔模具一次成形，将法兰边和固定孔修

2.5 翻边侧修

利用模具一次成形，将两端头多于料修剪掉，同时一次修正到翻边所需尺寸，如图5 所示。

2.6 侧翻边

使用简易翻边模具一次翻边成型，将一端所需法兰边成形出来，达到所需尺寸，为提高生产效率，此工序可以使用双工位生产，工序图如图6 所示。

通过以上工艺分析，结合网眼板产品的结构特点，理论上可通过6 道工序来实现。

3 格栅冲压工艺实验研究

在实际生产的拉延工序中发现，由于毛坯料及工艺的特殊性，筋面很容易出现裂纹、暗伤现象，如图7 所示：

造成筋面裂纹、暗伤的原因初步分析有以下几项：1> 网孔毛刺过大，在拉延过程中，毛刺部分在拉深变形过程中造成毛坯料开裂；2> 网孔排布方向对拉延可能造成影响；3> 基板冲孔后造成局部材质分布不均匀，传力区拉应力超过了危险断面处材料的抗拉强度极限。本文对这几种影响因素进行了研究分析。

3.1 网孔毛刺过大

对冲孔过程进行全程监控，减少冲头研磨时间间隔，确保冲头和凹模的间隙稳定，选择毛刺较少的毛坯料进行拉延生产，合格率保持在72-75%，与之前70% 相比有所提高，但是并没有大的改善，说明毛刺虽然对成型有一定的影响，但是并非主要原因。

3.2 网孔排布方向

使用同一批网孔毛坯，分别在两个方向剪切：一种孔排列方向平行于长度900 所在边，标记为A类；另一种孔排布方向平行于长度240 所在边，标记为B 类，之后分别用A、B 两类零件各生产200件。结果显示：A 类零件拉裂数量与B 类零件基本持平，相差不超过5 件，证明网孔方向对冲压成型影响很小，可以忽略。

3.3 冲孔后材质不均匀造成力学性能改变在第二序成形前增加预压弯工序，在加强筋位置进行预压弯，之后再拉深成型，如图8 所示。第一次生产50 件合格率达到95%，拉裂2 件，第二次生产100 件，合格率达到98%，共裂2 件，质量得到明显提高，如图9 所示。说明造成拉裂的主要原因为基板冲孔后造成局部材质分布不均匀，传力区拉应力超过了危险断面处材料的抗拉强度极限。

通过以上分析可以得出，网眼板类毛坯由于冲孔后基板表面密布大小一样的网孔，会造成局部材质不均，使材料的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率与冲孔前相比有一定程度的下降，所以工艺设计过程中不能以基板的力学性能作为依据，要根据成型结构，在塑性变形大的区域采取先预压弯，之后进行拉深或者成型的方式去生产，避免出现由于瞬间毛坯局部变形量大导致的拉裂、暗伤。

由此确定此零件的冲压工艺为：

下料—冲定位缺口—预压弯—拉延—修边冲孔—翻边侧修—侧翻边—成品

4 结语

本文针对格栅在冲压过程中容易出现裂纹、暗伤的现象进行了研究，研究表明：复杂条件下的成型加工要依据产品的结构特点，尽可能的采取成形方式进行零件的生产，避免采取拉延等板材流动的加工方式进行生产；对于拉延容易产生开裂的部位可以通过预压弯等方式减少材料在拉延过程的流动，降低变形量，从而提高产品的合格率。

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参考文献

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