面筋与底筋的布置（浅谈拉延筋与压料面的关系）

拉延模能否生产出尺寸精度合格、尺寸波动小、表面质量合格的覆盖件，能否稳定地批量生产，对主机厂生产起着决定性作用。因此，在模具调试过程中，需要认识到拉延筋与压料面两者之间的关系，需要分清孰轻孰重，对两个要素在整个成形过程中的作用要有清晰的认识，本文结合经验和理论，对拉延筋与压料面展开分析，对一般性拉延模调试具有一定指导意义。

(1)拉延筋。

拉延筋是拉延模的重要组成部分，根据筋的形式可分为半圆筋、方筋、坎筋等。一般来讲，走料型拉延模设计成半圆筋，胀型类拉延模设计成方筋或者坎筋。半圆筋又有单筋和双筋之分，需要较大进料阻力的通常设计成双筋。

拉延筋的要素包括筋高、筋宽、筋R 角。其中筋高度和筋R 角大小直接决定了筋的进料阻力，筋宽度一般按标准设计。

(2)压料面。

压料面是压边圈上的环形封闭曲面，压料面是拉延模不可或缺的要素，与拉延筋配合，形成筋-槽系统，共同控制进料量，为拉深出合格零件提供条件。

压料面要素包括管理面、筋槽R 角、外压料面。以筋为界，筋的里侧定义为管理面，也叫内压料面，筋的外侧定义为外压料面。

(3)拉延筋与压料面的关系。

拉延筋与压料面的关系，概括起来就是：拉延筋是提供进料阻力的主要组成部分，压料面是提供阻力的次要部分，两者相互配合，输出一个有较小波动主体稳定的进料阻力，以调节板料机械性能、气垫压力、拉延油、料厚等因素的波动而导致的流料量的变化。

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(1)认清拉延筋与压料面的关系在拉延模调试过程中起着决定性作用。

压料面的研修总原则是“里紧外松”。里即管理面，管理面着实色，即拉延筋里侧靠近凸模一侧的近似带状环形面，在带板料刷蓝油（研磨用的着色显示剂）研配时，100%压实压白，理论上管理面间隙略小于一个料厚，外压料面着虚色，即蓝油显示接触点像雾状，即没有压实压白的点存在，微观来讲，外压料面略大于一个料厚，着色达到要求后，配装压边圈平衡块以保持该间隙恒定不变。

(2)拉延筋高度对板料的阻力影响最大。

对于超低碳钢薄板材(汽车常用牌号为DC04、DC06、DC07)，筋的高度一般为5mm，宽度为10mm，管理面最小有效平面宽度为8mm；对于铝板筋高一般为6mm，宽度为12mm，管理面宽度最小为8mm。在研配过程中，筋及筋槽R 角、筋高度不轻易调整，当压料面着色合格后，调试拉件，根据零件缺陷作出相应调整，如降低拉延筋高度、放大筋槽R 角等，直到调试出合格零件。

在这个过程中，由于板料在刚好接触筋到成形完成这段时间内，处于完全自由并不可控状态，加上汽车拉深件基本属于近似于圆筒形封闭型零件，板料在转角处必然存在径向拉应力和切向压应力，板料在切向压应力作用下，压料面产生很“随意的起皱”。起皱程度与拉延筋的高度密切相关，筋越高，板料变形量越大，起皱越大，相反地，筋越低，变形越小，起皱越小，如果把筋降低，起皱可以减小，实践经验数据是当筋的高度降到1.5 ～2mm 时有微皱，降低到1.5mm 以下时起皱基本消除，此时筋的阻力系数相当于Autoform 的0.1 左右，即筋的进料阻力很小，此时的进料阻力主要由压料面提供，而面在批量生产中由于温度升高，摩擦系数变大，稳定性大打折扣。

因此，拉延模调试时，最重要的要素是拉延筋，拉延筋高度对板料的阻力影响最大，其次是筋R 角和筋槽R 角，影响较小的是管理面，外压料面影响最小。由此可知，当需要调整这些要素时，应优先调整不重要的要素，影响最大的要素调整要谨慎。

调整顺序应为：外压料面→管理面→筋槽R 角→筋R 角→筋高。

(3)单筋阻力分析。

如图1 所示，半圆筋的阻力由两部分构成：弯曲阻力和摩擦阻力。在①、③、⑤点受到弯曲阻力，在②、④、⑥点受到的反弯曲阻力，再加上三处R 角的摩擦力，就是板料经过单筋所承受的全部阻力。板料在点①处发生弯曲，在点②处弯曲被拉直恢复，在点③处被反向弯曲，在点④处被拉直，在点⑤处再次弯曲，在点⑥处再次拉直，随后进入第二条筋的初始状态(双筋)，进行下一个循环。如果是单筋，板料随后进入管理面。所以，筋的阻力为弯曲与反弯曲力之和再加上各圆角处的摩擦力。

图1 单筋结构形式

(4)双筋阻力分析。

如图2 所示，双筋间距离为25mm，双圆筋的阻力系数最高可达到0.6，筋的阻力系数在Autoform 里面从0.1 ～0.9；0.1 为阻力很小，有一定阻力，单根圆筋阻力系数范围为0.1 ～0.3；0.4 ～0.6 为走料量较大，但还必须有大的进料阻力，达到规定变薄率的拉深模；0.7 ～0.9 为锁死筋，常用于几乎不走料的场合。0.4 ～0.6 的阻力系数为方筋（矩形筋）或者双圆筋组合，这个范围的拉深模走料较多，一般走料量在30mm 以上，这类拉深模对走料速度控制较严格，既要有足够的进料阻力，又要有足够量的料能流进去，双圆筋能较好地满足这种需求，采用双圆筋调节进料阻力较合适。

图2 双筋结构形式

从图2 可以看出，双圆筋时，板料经过第一条筋的摩擦力、弯曲力与反弯曲力后，进入第二条筋的初始状态，所以，双圆筋的进料阻力近似为两单筋阻力的叠加。在拉深模的调试过程中，双筋的阻力与筋的高度和筋R 角大小密切相关，筋的高度与其阻力成指数函数关系，即当筋的高度增加时，筋的阻力随之增大，筋高度降低时，阻力也随之减小，且变化率较其他因素更敏感和明显。

拉深筋分担的进料阻力增多，压料面分担的阻力就减小，即对面的依赖减小，钳工更容易调试出稳定的拉深模。

拉延模调试时，需要认清拉延筋与压料面各要素之间的关系，把更多的进料阻力分配给拉延筋，淡化压料面的作用。拉延筋提供一个相对稳定近似常数的阻力，而管理面可通过气垫压力调节以获得一个变化的进料阻力，二者叠加便得到一个主体稳而局部波动的阻力，以适应板料机械性能、拉延油、清洗油、温度、摩擦系数等的波动。

—— 来源：《锻造与冲压》2020年第16期

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