模具表面参数对冲压件拉毛缺陷影响的实验研究

摘要

在汽车覆盖件冲压成形过程中，拉毛缺陷十分普遍，而制造工艺对覆盖件表面质量的要求十分严格，因为任何微小的拉毛缺陷都会在涂漆后影响漆层的美观，并降低其抗腐蚀性、缩短使用寿命。模具是影响覆盖件表面拉毛缺陷的关键因素，通过研究模具各因素，如模具表面硬度、模具表面粗糙度和模具镀层对拉毛缺陷的影响规律，以指导覆盖件冲压模具的设计和制造，可以大大提高模具的寿命和抗拉毛性能，降低废品率和生产成本，对汽车工业具有重要意义。 本文以汽车覆盖件冲压成形过程中拉毛缺陷为研究对象，以实验研究为手段，获得了最佳的拉毛评价参数及阈值，在此基础上探讨了成形方式对拉毛缺陷影响和模具表面参数对拉毛缺陷影响，为生产现场解决拉毛缺陷和模具设计提供了理论指导，同时为后续研究模具表面硬度于板料硬度匹配、模具材质、板料材质对汽车板表面拉毛缺陷影响规律打下坚实的基础。 本文主要工作包括如下内容： （1）通过对模具参数的精确控制建立了良好的拉毛实验条件，同时设计完成特征模具的结构。在已有的拉毛实验方案基础上，根据实验参数设计要求实现了对模具表面参控制加工。为了验证基础性试验结果的正确性，在已有的特征零件工艺型面基础上设计完成特征模具结构，并顺利通过实际冲压过程调试，获得合格特征零件，满足后期实验要求。 （2）获得了最佳拉毛评价参数和拉毛产生的评价阈值。针对实验室及生产现场评估产品拉毛情况的需要，通过分类比较获得一种能合理准确评价拉毛特征的评价参数。利用该评价参数，根据生产现场检验步骤，获得拉毛评价阈值，为现场定量判断带拉毛冲压件是否为成品（/废品）确定了一个量化标准。 （3）获得了冲压过程中拉毛的变化行为。以实验资料为基础研究了几种不同变形情况下对拉毛演化行为进行比较，结果表明高强度钢板冲压成形过程中，随着冲压过程的进行，成形件表面拉毛不断增加，成形件表面质量降低，并且变形量越大，冲压间表面越易于出现拉毛缺陷。 （4）获得了模具参数对拉毛缺陷的影响规律。冲压过程中随着模具表面硬度增加，成形件表面越不容易发生拉毛。对板料拉毛产生有重要影响的部位为凹模圆角，且模具硬度越大越不容易产生粘结瘤，即不易引起钢板表面产生拉毛缺陷。 表面粗糙度越大的模具冲压加工时板料表面越容易引起表面拉毛缺陷。模具镀层只有选择合适的基体硬度才能发挥出好的抗拉毛的性能。最后根据获得的实验规律给出了工程应用的合理建议。