汽车制动器底板拉延的工艺优化分析

摘要：

随着我国社会经济的快速发展，汽车逐渐成为了人们出行的最主要的交通工具之一。在汽车制动器总成中制动器底板是非常关键的部件之一，汽车制动器中的制动泵、制动蹄片等零部件都固定并装配于制动器底板之上，制动器底板质量的优良，会使汽车的可靠性与安全性受到最直接的影响。基于此，为保证汽车制动器底板拉延的质量，保证汽车整体的可靠性与安全性，以一汽-大众Golf A7汽车的制动器底板左、右侧内支架拉延冲压工艺为研究对象，首先对制动器底板拉延冲压工艺进行分析，然后分析冲压过程中容易形成的缺陷，最后就汽车制动器底板左、右侧内支架拉延工艺优化措施进行探究。

关键词：

汽车；制动器底板；拉延工艺；工艺缺陷；优化措施

中图分类号：

TB

文献标识码：A

文章编号：1672―3198（2015）21021603

1汽车制动器底板左、右侧内支架冲压工艺分析

在汽车整车制动中制动器底板是其核心，是汽车制动器中制动鼓装配与固定制动蹄片总成的支撑零件，同时也是制动系统中用以产生运动趋势或者是阻碍车辆运动的力的重要零件之一，能够直接影响行驶中的汽车停车或者是减速，并能使已经停止行驶的汽车保持不动，对下坡行驶的汽车进行匀速控制等。如图1汽车制动器底板左、右侧内支架的形状及尺寸要求所示，该零件材料为S500MC，料厚为2.75mm，属于中厚板形状较复杂的零件，其工艺流程为：开卷―校平―送进―落料―拉延―修边冲孔―翻边整形―修边侧冲孔切开―冲孔侧切边翻边，工序较多，生产批量大在冲压生产过程中容易出现缺陷。

2汽车制动器底板左、右侧内支架的成形缺陷

汽车制动器底板左、右侧内支架在冲压成形过程中，因为板料成形情况比较复杂，需要在其直边上进行拉延与弯曲，以及修边冲孔，它的成形工艺设计与控制变形比较困难，因而在其成形过程中可能会出现拉裂、起皱以及回弹等多种缺陷。

2.1拉裂

导致板料出现拉裂的主要原因就是因为局部拉应力变化过大，在板料冲压成形过程中拉伸失稳的主要表现。其中板料承载能力最薄弱的位置会首先发生变形，随后形成颈缩，最后会使板料发生破裂问题。汽车制动器底板左、右侧内支架的破裂也就主要体现为侧壁破裂，其中可能导致出现的破裂现象有伸长翻边的侧壁及壁裂等。

2.1.1伸长翻边的侧壁破裂

汽车制动器底板左、右侧内支架板料在进行伸长翻边时，板料在通过模具圆角处会发生弯曲、反弯曲变形，且板料需要变形的区域会受到双向拉应力的作用，从而增加了侧壁传力区的拉应力，一旦超出板料所具备的最大强度极限，就会导致板料出现破裂。

2.1.2壁裂

汽车制动器底板左、右侧内支架板料在经过模具圆角时，会同时受到两个方向的弯曲变形与反弯曲变形，从而导致板料的厚度变薄，并使其承载能力严重下降；此外，因为板平面内的弯曲变形，板料弯曲处上部分的材料会受到压缩而使其厚度增加，还可能会导致出现起皱现象，从而导致较大的材料流动阻力形成。经过两方面的共同作用，从而导致汽车制动器底板左、右侧内支架板料出现壁裂现象。

2.2起皱

在汽车制动器底板左、右侧内支架冲压成形过程中，起皱现象也是经常出现，主要是因为局部应力过大，导致薄板厚度方向出现失稳，最终引起板料起皱。其中在冲压成形过程中，板料受压失稳最主要的表现形式就是起皱。汽车制动器底板左、右侧内支架冲压成形时，可能会导致出现的起皱现象有凸模底部起皱及侧壁起皱等。

2.2.1凸模底部起皱

多数情况下造成汽车制动器底板左、右侧内支架的凸模底部出现起皱现象的原因，都是因为不均匀的切应力与拉应力而导致的，此外在压应力作用下也有可能会出现起皱现象。

2.2.2侧壁起皱

当变形一开始板料就是在凹模与凸模间隙里流动，且侧壁是直壁时，由于受到极大程度的面外压力的作用，这部分的板料不会且较难出现起皱，因而绝大多数情况下，侧壁的起皱都出现在悬空侧壁上。但是悬空侧壁的起皱，一部分是因为应压力导致的，而更多时候却是因为断面的急剧变化或者是零件的深度等因素而导致的切应力起皱，还有的就是不均匀的拉应力而导致的起皱。

2.3回弹

当板料在进行拉深弯曲变形时，板料会同时发生弹性变形与塑性变形。当卸载了成形荷载之后，板料就已经完成了塑性变形，并开始释放弹性变形，从而使板料出现回弹现象。回弹不但会影响到零件的最终形状，而且零件回弹量的大小会直接控制零件的几何精度。所以，在汽车制动器底板左、右侧内支架实际工艺中，回弹是必须要克服的成形缺陷。引起汽车制动器底板左、右侧内支架零件回弹的主要原因就是板料在加工过程中产生的弹性变形，虽然在冲压加工过程中弹性变形并不会体现出来，但是一旦完全卸载负荷之后，弹性变形就会慢慢的释放出来，从而使零件出现回弹。

3汽车制动器底板左、右侧内支架拉延工艺优化措施

3.1汽车制动器底板左、右侧内支架冲压操作工艺优化

3.1.1零件连续落料操作步骤

在这一冲压操作过程中，主要包含的工序内容有开卷、较平、送进以及落料，采用500T压力机进行冲压生产，并安排了4名操作者。其具体的操作步骤如下：

（1）在进行每批次生产之前，操作者都以《生产车间起始点检卡》对原料、设备等进行点检，并认真填写点检卡；

（2）由操作者1与操作者2对原料进行开卷，并对卷料的宽度及厚度进行检验，然后对《投入产出记录表（台账）》进行认真的填写；

（3）由操作者1和2共同进行原材料的较平与送进操作，并由操作者1对冲压线进行操纵，操作者2、3、4共同完成冲压件的下料接件与装箱，操作示意图如图2所示；