汽车几字型横梁成形工艺及模具设计

冲模技术汽车几字型横梁成形工艺及模具设计曹振雨，邢照斌，许德庆，郭建峰，赵炳晓，王敏，贾会鹏山东小鸭精工机械有限公司山东济南250000【摘要】以实际的案列，阐述了一种改变传统的、更先进的汽车几字形横梁模具的工艺方案，详细介绍了汽车几字形横梁最关键的成形模结构和成形过程，并且对成形模中关键零部件的作用做了进一步的说明。关键词几字形横梁戍形工艺戍形模具中图分类号I、；3852文献标识码BFORMINGPROCESSANDDIEDESIGNFORTHEAUTOMOBILE几一SHAPEDBEAM【ABSTRACT】BASEDIL1THEACTUALLHISPAPERTESCRIBESACHANGEL【THETRADITIONA1，NLOFEAIVANEDPROPSSPROGIAMFORTHEAULOMOLLILE儿一SHAPEDBEAMDIEDESCRIBESTHEKEYSTRTTQULESANTITORMINGPL。ESSFORTHE几SHAPEDBEAMINDETAIIANDFURTHEREXPLAINSTHEFUNCTIONOFTHEKEYPALTSINTHEDIEKEYWORDS儿一SHAPEDBEAM；LOTRUINGPROCESSFORMINGDIEL制件成形工艺分析组成汽车底盘的钣金制件中，包含一些形状类似于“儿”字形的横梁，陔类型的制件形状较复杂，而且制件端头往往会带有3个方向翻边的形状。该类横梁制件传统的模具制造F艺一般为落料、十伸、修边冲孔、翮边、侧翻边等，一一般需要45道T序模具。而且，制件端头3个方向的翻边形状需要存托伸T艺中进行掰而变形处理，如F1L所示，以达到避免侧修边的H的也1人1此传统的T艺路线，存在模具T序多、材料利川牢低、修边T序两端头滑料闲难、冲压生产线压力机使川数量多造成人力资源浪费、设备损耗增加、生产效率低下、生产成本过高等缺点。而本文所阐述的该类横梁制件的模具工艺，则能够改善或解决传统T艺存在的诸多缺点。冈1变形处理2成形工艺及成形模具结构制件称某款轻卡汽车后地板前横梁；制件材质IC04，料厚15ILLII1，制件简罔如图2所示。I2制什简罔为了解决或改善传统工艺存在的诸多缺点，就要求T艺设计者，克服传统T艺的影响，甚至需要颠覆传统1艺的路线，设计制定IT更优化、更先进的模具I岂。最终该制件确定的模具工艺方案为OPL0落料冲孔；OP20翻边成形；OP30修边侧翻边，共3工序，3个工序简图分别如3所示。在理论设计层面，陔T艺通过了CAE全T序分析、验证以及回弹分析，为将来加工制造J“合格的模具做好了坚定的理论基础、模具制造2014年第10期冲模技术B3制件成彤一1艺21成形工艺1OP10落料冲孔排样。该T序将制件上所有9FL和制件两端头3个方向翻边形状的平面展开形状落冲出来。其中两个大孔将做为后一序模具的定位孑L，制件长度方向的落料料型需要根据OP20T序所需的料片形状而定，而制件法兰边轮廓线将在OP30修边到位另外，通过落冲1艺落冲M的料片，相比拉仲T艺所用的料片，料片尺寸大幅度的减小，从而有效的提高了材料利用牢2OP20翻边成肜该R序为整个LZ方案F1L最为火键的L序，该丁序除了制件两端头两侧的侧翻边部他未成形到化展平到制件立而，其余制件形状全部成彤到位为了能够成功的实脱该芋。需要创造性的设计FFI能够实现该T序1人】容的模具另外，南于OP20通过成彤V,J5艺，基本上将制件成形到位，而是通过传统的拉伸_I艺将制件拉伸FII来，所以工艺没计者务必要进行CAE同弹分析，根据FD1掸分析的结果，决定是否需要进行同弹补偿3OP30修边侧翻边。陔一R序将制件两端头两侧的侧翻边部位侧翻到位，同时将制件法兰边轮廓线修边到位该T序的模具设汁时需要重点考虑设计F；ZL,R5、简单、实川的自制侧翻边斜楔机构，以便控制模具整体寸22成形模结构陔制件模具艺最键的是OP20翻边成形，根据该序的内容，模具没计者必需解决的问题点有以下几点1由于落冲时将制件卜所有的孑L和制件两端头3个方向的翻边形状的平面展开形状落冲米，闪此OP20模具必须要解决在成形过程II，板料上的孔以及制件两端头两侧的侧翻边部位的平面展开形状不能产生相对的移动，不能参与成形过程巾板料的滑动，否则。成形后制件上V,JL以及3个方向翻边形状的窄问位置将发生偏移，不能够获得合格的冲压件。2制件为几字形的形状，形状较复杂，在成形过程巾，必须要解决制件宽度方向前后两侧板料的进料速度以控制成形结束后，制件法兰边不会产生起皱的现象，以及制件|FL段拐角处不会产生开裂的现象依据以一L两个要点，陔制件最终设计LI来的翻边成彤模结构简罔如图4、冈5、网6所示。降I4下卡C组件41LJ似_JL矧成形过程及模具关键零部件作川如罔6所示，该制件OP20翻边成形模具的零部件有下模座L2、下模成形镶块L0、下顶料体9、上模座L、L模成形镶块7、L压边圈4、上二压料块5、下测乐垫模具制造2014年第L0期5冲模技术块L1、顶杆垫块8、上测整垫块2、螺钉3、氮气弹簧组件6。罔6模具总装剖视11模座2卜调整块3螺钉4上压边圈5上压料块6氮气弹簧组件7L模成形镶块8顶杆垫块9下顶料体10下模成形镶块11下调压垫块12。下模座成形过程下顶料体9被机床顶杆顶起，落冲料片依靠下顶料体9上安装的定位销定位，上模下行，上压料块5与下顶料体9压合，上模继续下行，向下翻边开始，上模继续下行，上压边罔4与下模成形镶块10压合，氮气弹簧组件6为上压边圈4提供压力，上模继续下行，上模成形镶块7与下顶料体9压合，成形开始，上模继续下行，直至上压边圈4与上调整块2以及下顶料体9与下模蹲死垫块刚性接触后，成形结束。关键零部件作用1上压料块5与下顶料体9相互压合以及上模成彤镶块7与下顶料体9相互压合，保证了制件上所有的孑L和两端头3个方向翻边形状的平面展开形状，不会产生相对的移动，不会参与成形过程中板料的滑动，从而保证了成形后能够获得合格的T序件。2上压边罔4与下模成形镶块10相互压合，以及氮气弹簧组件6为上边圈4提供压力，同时依靠下凋垫块1L的渊整作用，能够有效的控制、调整制件宽度方向前后两侧板料的进料速度，从而避免了T序件起皱、开裂的现象。3实际JJNRJ造的模具以及冲压件依据本文设计制定的汽车后地板前横梁3个一I序模具，目前已完成在客户方的终验收。在客户方冲压生产线上的模具以及冲M的制件如图7、图8所示。冈8冲BLC的制F4结束语综上所述，通过本义案例所制定的汽车“儿”字形横梁的模具工艺，改变丁传统的R艺路线，更重要的是和传统工艺相比，创新后的1一艺，模具T序数量减少、节约了模具制造成本、提升_R材料利朋率、减少R人力资源浪费、降低_设备损耗、提高_R生产效率等等。并且，本文案例汽“儿”字肜横梁成形模具已经成功申请国家专利。最后，希望本文案例所阐述的1艺路线以及成形模具结构能为同行业的工作者提供参考、借鉴的价值。参考文献【1岁云华冲压成形技术禁