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5.拉延工序A.概要1)拉延工序一般是压机加工的基本工序，是确保制品形象的工序。一般冲压线生产是从拉延开始通过修边，切断，翻边，整形等的工序完成最终板件。2)直接成型产品因很难对准拉延的基本条件，所以大不分不可能。跟着考虑成型性在产品形象外增加与同拉延条件的形象，使一部分制品形象能在后工序加工（在拉延中最终形象的成型不可能的情况），有必要变更一部分形象。像这样在制品以外增加做形象的必需定义数值才能正确做出形象。为了做数模作业，赋予正确的数值才能最终做出设计者意图的形象。3)拉延的基本条件是压边圈和凸模的形象。压边圈是为了做出凸模内形象，控制被拉进去的材料的褶皱，压住材料自体的带有平面的构造物。压边圈选定不好的话就会发生划痕，裂痕及褶皱。凸模是带有制品凸出来的形象的构造物。此些现象是根据相互关系及压边圈的影响下产生各种小变形，也产生各种不良，为了调解此些事项要变更一些形象或增加调解。4)因为事实上在拉延上发生的褶皱在后工序无法去除，所以大部分DL图设计者尽可能在拉延中使制品裂开设计。但是这样在模具制作后调整模具时投入很多工数所以不理想。最近出来了成型性CAE分析程序可提前检证，可以提前做更正确的形象。但是还没有完全的成型性CAE分析程序，所以还是要有一定的余量设计为好。5)若产品形象深或有突起形象时很难一次性拉延。此种情况要做2工序以上的拉延。再者因大型压机的缓冲行程为300mm，所以拉延工序的成型高度超过300mm的情况事实上不可能成型，一般情况超过200mm的情况成型也相当困难，量产时也出现很多问题，所以分为2工序以上成型的情况很多。图24.各种拉延板件B.拉延工序的种类1)根据压力源的分类■双动拉延-主要使用在大型冲压板件的形态，滑块为内外的2种，外滑块固定压边圈，内滑块固定凸模。根据情况外滑块也有可能设置在下型。-因压边圈的压力大，能有一定量的力，容易成型，所以适合复杂形象的拉延上，但后工序要反过来投入，且有比单动式速度慢的弱点，所以现在还不使用。-因下型不动，为防止材料下塌的材料支板，或取出容易的各种装备的设置比较容易。■单动拉延-以压边圈的压力源，利用压机拉延筋的气顶杆或利用模具下型的氮气缸的形式，以前主要适用在中小型模具上，最近以N/C缓冲等的图25.双动拉延模具压力源的开发和模具技术的向上在大型板件上也适用。-因下型有缓冲上型滑块为1个，所以有生产速度快的优点，但材料压力源的势气会瞬间变化且弱，所以成型困难，在压边圈形象不是平面而是曲折的情况，特别是像后备箱有山的形态的情况固定材料有困难的弱点。再者在下型上设置材料技板或提升器有困难。■三动拉延-以压边圈为基点在上型侧和下型侧，两侧形象突出的情况，或伸长成型的情况在上下型上设置压边圈。-压力源的基准侧利用设置在基准压机上的缓冲器（单动压机）或外滑块（双动压机），非基准侧利用氮气缸或聚氨弹簧等。-三动的情况大部分成型时间重要，所以要注意上下型的缓冲行程。图26.单动拉延模具2)根据成型方法的分类■张出，成型-是拉着制品成型的方法，用压边圈固定制品流入面使用材料的流入最小化。制品是材料自体变薄，以自体伸率伸长且成型。此时材料要是材料全体被固定不能伸长的话会发生不良现象（划痕，裂痕）的情况多。-主要利用在主要必要强性，因内部形象少而没必要材料流入的外板件形象，为了省材料在内板件上使用的情况也有。-要提高压边圈的压力是有界限，为了张出成型有利用伸长成型的情况。-一般情况下决定材料的流放为5mm以内，伸率适用为3%~5%程度。材料流入为5mm以上的情况提高压边圈压，调整内部形象的R，使材料图27.三动拉延模具全体伸长均匀。-张出成型的情况还要考虑材料伸长的方向。主张力和辅张力差异大的情况成型后板件的强性会弱要特别注意。特别是门板的情况会受到大影响，设计时要注意。■一般拉延形象-材料流入且成型的形象，是大部分的冲压板件成型的方法。-调解流入的材料防止发生不良形象（褶皱，波段）的是压边圈。-在形成材料的过程中材料自体的伸率也伸长，大约会延伸10~15%程度，但根据制品有相当大的差异，所以最好收集类似制品的资料决定。■伸长成型-是张出成型的一种，可说是将张出成型极大化。-一般使用在强性不足的ROOF等中，HOOD，DOOR等是增加制品以外的形象且材料消耗大，一般有品质线等能够确保强性，所以不使用。-在内板中将制品以外的形象长度做小，为了极大化材料利用率而使用的情况也有。-使用在内板件的情况因2次成型为张出成型，因此不能使用在形象深的制品中，主要使用在形象浅的开产品上（移动产品：后背箱，顶盖）。-基本的原理如下。1阶段:上下型压边圈压住材料。5mm以内最初材料末端成型后制品末端凸模压边圈上模图28.张出成型2阶段:在上下型压边圈压住材料的状态下上型滑块下来时上下压边圈同时下降形成拉延成型。此时上型压边圈压力要比下型压边圈压力大才能形成正长的伸长成型。3阶段:拉延成型完成后继续在压边圈压住的状态下上型压边圈压缩时上模下降。此时不发生材料流入只靠材料自体的伸率成型。图29.伸长成型1阶段上型压边圈下型凸模下型压边圈上模图30.伸长成型2阶段上型压边圈下型凸模下型压边圈上模C.拉延工序的成型方向1)成型方向一般选定不发生余角的方向。在后工序可以利用斜楔或换成型方向加工的情况，要在拉延中变更的形象没有余角才可以。再者尽量将前后或左右方向的侧面选定为同一角度打开。上型压边圈下型凸模下型压边圈上模图31.伸长成型3阶段最终制品形象Θ1Θ2压机加工方向Θ1≒Θ2图32.设定成型角度方法12)使左右，前后方向的压料面高度不发生太大差异，高度差异太大的话材料投入时会发生固定问题。3)内板件部品的情况若左右发生高度差异也不发生阴角的情况，从车身坐标线的方向决定成型方向也有好的情况。4)从加工方向初期凸模的材料接触时，初期接触点不能错开。■外板件的情况初期接触点错开的话字线会滑而发生线推移，所以从初期材料和凸模接触点往拉延浓度同一，像等高线似的下端部渐渐变宽。再者尽量在压料面禁止发生滑动，维持好的均匀。将高度差异最小化图33.设定成型角度方法2图35.外箱形拉延工序成型角度图34.内门板拉延工序成型角度■上记的初期接触点在平面状态上看时最好是在一直线。如果不是一直线的话在材料初期与凸模接触时不是以线接触而是只接触中央一点会发生褶皱，就算最终展开此褶也会留下褶痕迹，有在表面发生不良情况。D.分模线和压料面1)压料面■压料面是制品成型前，在材料的平面状态上均匀压住，防止发生褶皱和波段且制品好流入的压边圈面上的形象。■压料面是将最初材料在平面状态下压，在压材料的状态下不能让发生褶皱。内板件有小褶皱的情况，内部形象在制品最终成型阶段中将此褶皱吸收不会有问题，但在外观部品的情况很多情况褶皱留到最后，就是吸收褶皱也有痕迹，被处理为不良情况多。■DL图设计时要好好确认压料面的形象避免发生褶皱。无法判断时利用纸等做出样子验证与自己意图的是否一样。■压料面在正面图和侧面图上都有段差的变化的时，上模和压边圈压住的瞬间会发生褶皱，要注意。图36.压料面发生褶皱的情况■压料面长度比制品断面长度长的情况下也发生褶皱。在内板件的情况内部形象一部分虽有吸收褶皱的情况，但大部分情况褶皱将留到最后的制品或留有痕迹，所以设计时压料面长度要比制品形象短。■设定压料面时要好好检讨表面长度。表面长度不一样的话容易发生褶皱。表面长度不一样的情况，将制品设计变更或在制品外侧凸模内面做余肉或增加台阶减少拉延浓度及表面长度的变化，避免材料流入量的急剧变化。为防止褶皱的表面长度变化的倾斜Θ内板件的情况Θ≤12.5。外板件的情况Θ≤4。外板件为高张力钢板的情况Θ≤3。■就算表面长度满足上面条件且压料面长度的设定比内部形象短，因压边圈在气顶杆悬着的初期（压边圈和上模接触前）前根据材料自重，在压边圈中间空的部分（凸模部分）总会发生材料塌下去的情况。此种情况最终材料长度会比制品长度长容易发生褶皱。此时增加材料支板或减小顶杆行程，使材料不往冲孔中塌下去。㉠㉡㉢㉣㉤㉥㉦㉨㉧Θ㉠㉡㉢㉣㉤㉥㉦㉨㉧图38.为防止褶皱的表面长度变化条件图37.比压料面长度断面的长度长的情况ℓ0ℓℓ≤ℓ0发生褶皱的倾向大■一般压料面最好设定在与制品最高的断面同一高度上（实际是表面长度同一），但以2段以上形成的制品与最高的断面一样的情况比2层压料面更长的情况总发生。此时在2层会发生褶皱，所以设计时以2层为基准设定压料面，最高断面要到伸率范围内。（伸率20%以内）图39.因材料塌下的褶皱材料压边圈■外板件要控制材料的流入才能确保强性。一般确保表面伸率为2~3%设定拉延长度。外门的情况在30mm左右的深度中表现出主力和辅助力最大为确保最好的强性。判断材料的流入是否控制的最好方法是比较上下压边圈固定材料的状态和制品完成后的状态确认量是否为5mm以内。■外板件中FENDER,SIDEOUTER等成型深度深的部品表面伸率若超过5%以上的话，材料的厚度会变薄，容易发生波段。图40.与最高断面平行的压料面错误的压料面(发生褶皱)修整的压料面发生褶皱部位图41.制品上有梯形形象的情况的压料面图42.压料面长度比制品长度长的情况■因表面的凹凸，段差，深度等表面长度发生差异多的部位，在制品外侧增加余肉或层，减小表面长度取消材料流入量的急剧变化。■外板件的情况从最初接触往左右拉近来的材料的长度发生差异的话，最初接触面多近来的一侧因滑而发生线推移，在涂装后也会有留下线的情况。要防止线推移现象就应使左右两边拉近来的材料一样的设定压料面。※ℓ-ℓ0和L–L0的差异,则正点为基点根据从左右拉近的材料的长度差异会发生线推移，要使ℓ-ℓ0≒L–L0调解压料面高度及分解。2)凸模分模线■凸模分模线是压住材料调解材料流入的做压边圈和制品的形象的凸模的分解线。■一般凸模分模线在下死点状态看的情况（成型完成的状态），做在压边圈的平面状态下最初层开始的地方。这是为了压边圈第一次压住材料时不发生褶皱，满足以压边圈的形象做材料的条件。ℓℓ0LL0图43.线推移现象发生图凸模分模线图44.凸模分模线位置1■转角部的分模线设定在离侧面近些。侧面为2层的情况容易发生褶皱，检讨在形象面设置吸褶用拉延筋或增加预拉延模具。■凸模分模线除外板件的一般部品在材料的利用率方面或成型性方面（预防褶皱）最好设定在制品内。凸模分模线发生褶皱部位图45.凸模分模线位置2修边线修边线图46.一般内板件的分模线适当位置■外板件的情况设定时考虑到制品的强性的张出成型。（虽根据2~3以上的伸率设计拉伸是盼望的，但是像SIDEOUTER,FENDER等一样成型深度深的部品拉伸5%以上的情况，因材料变薄容易发生波段，所以要材料流入的过程中成型。■内板件的情况使表面的伸率达到2~3%设定凸模分模线及压料面。■因制品表面的凹凸形象及成型深度的差异表面长度的变化严重的情况容易发生褶皱，所以要考虑到余肉，拉延筋，层拉延等缩小表面长度的差异。■分模线的设定要设定，作图主断面后使材料利用最少化。则确认，设定决定材料尺寸的点后以此点为基准设定分模线，此点以外的部位考虑成型性及废料刀的强度后设定，并要注意决定材料尺寸的点不要更改。ℓ0ℓ伸率=(ℓ－ℓ0)/ℓ0×100(%)图47.张出成型时分模线设定方法ℓ0ℓ伸率=(ℓ－ℓ0)/ℓ0×100(%)图48.拉延成型时凸模分模线的设定方法■分模线的设定是最优先设定成型性。-转角半径(RC)在一般张出成型中要比成型深度大。(RC≥H)材料利用率没有问题的情况考虑到机械加工做R40以上的情况多。-深拉延的情况从角落到RC≒H才可以成型。-有着比较窄的轮廓的拉延中，末端部分为深拉延的情况多，要注意。如下的末端部轮廓中拉延的深H最大只能(0.7~0.8)ℓ能够成型，定RC≒(0.15~0.3)ℓ程度。但是将RC做到0.5ℓ程度大的话H最大会低到0.5ℓ。RC为0.1ℓ以下的话可以成型的拉延深度会相当低。●决定材料尺寸的点图49.以材料尺寸为基准设定分模线的方法HRC图50.转角和拉延深度的关系-末端的分模线一般与拉延同一设定，将材料尺寸