汽車前縱梁沖壓工藝及模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化

呂 強(qiáng)，張玲玲，李陽(yáng)平，朱五省

（陜西黃河工模具有限公司，陜西西安710043）

1 汽車前縱梁工藝方案分析

某車廠汽車前縱梁采用的材料為QSTE460TM，料厚2.3mm（見(jiàn)圖1），抗拉強(qiáng)度高達(dá)460N/mm2，是前縱梁中常見(jiàn)的一種類型。采用的原始工藝方案為：落料沖孔（OP10）→成形（OP20）→側(cè)整形上翻邊（OP30）→斜楔翻邊斜楔沖孔（OP40）→斜楔翻邊斜楔沖孔（OP50）（見(jiàn)圖1）。此類制件的主要問(wèn)題是兩側(cè)壁在成形后容易回彈、扭曲，孔位偏差嚴(yán)重。在用Autoform軟件進(jìn)行制件成形分析后，結(jié)合軟件的分析結(jié)果和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在制件型面中增加了回彈補(bǔ)償量，并針對(duì)舊模具存在的模具老化嚴(yán)重、毛刺過(guò)大、孔位不準(zhǔn)確、報(bào)廢率較高、回彈大等問(wèn)題，對(duì)其原始工藝方案進(jìn)行了調(diào)整，重新制造了后兩工序模具。優(yōu)化后的新工藝方案如下：落料沖孔（同原工藝）→成形（同原工藝）→側(cè)整形上翻邊（同原工藝）→斜楔翻邊斜楔沖孔→斜楔沖孔（見(jiàn)圖2）。

圖1 原始工藝方案

圖2 新工藝方案

通過(guò)圖1、圖2對(duì)比，可以看出新工藝方案的調(diào)整內(nèi)容為：

（1）將A面上原來(lái)由OP40側(cè)沖的孔調(diào)整了6處到OP50上側(cè)沖。

（2）將B面上中間部分原來(lái)由OP40側(cè)沖的孔調(diào)整了5處到OP50上側(cè)沖。

（3）將制件端頭的法蘭，由原來(lái)的OP40和OP50各翻一側(cè)法蘭，改為OP40同時(shí)翻兩側(cè)法蘭邊。

（4）將兩處法蘭上的4處側(cè)孔由OP40側(cè)沖孔改為OP50側(cè)沖孔。

2 模具設(shè)計(jì)

（1）對(duì)所有側(cè)孔進(jìn)行重新布置，使得兩側(cè)孔位基本勻布，把原來(lái)的聚氨酯側(cè)壓料改為剛性壓料，用彈簧作為壓力源，并在側(cè)壓料芯上增加導(dǎo)柱導(dǎo)向；在制件頂部把正壓料芯加大，中間增加氮?dú)鈴椈蓧毫?，這樣使得制件頂部和側(cè)壁都被壓得很緊，制件不容易竄動(dòng)，又有導(dǎo)柱導(dǎo)向，沖出的孔位就更加準(zhǔn)確。

（2）對(duì)于凸?；蝿?dòng)的問(wèn)題，把凸模兩端用和凸模等高的加強(qiáng)筋包圍起來(lái)，并在一圈的加強(qiáng)筋周圍再做三角筋支撐，這樣凸模就被卡在中間，有效的防止沖孔時(shí)所產(chǎn)生的側(cè)向力導(dǎo)致的凸模晃動(dòng)。

（3）針對(duì)側(cè)面耳朵上4處孔孔位偏差嚴(yán)重的問(wèn)題，采取先翻邊后沖孔的方案，這樣翻邊后孔位跑偏的問(wèn)題就可以有效解決。但由于制件兩側(cè)壁之間的間距只有100.1mm（見(jiàn)圖2），而且側(cè)面孔距離需要翻邊的法蘭很近（見(jiàn)圖2），側(cè)面孔也需要側(cè)沖孔，自制斜楔區(qū)域都很有限，更別提標(biāo)準(zhǔn)斜楔。要同時(shí)向兩側(cè)翻邊，必須自制斜楔機(jī)構(gòu)才能完成。于是采用一種自制斜楔機(jī)構(gòu)，如圖3所示，并將斜楔設(shè)計(jì)在需要翻邊的法蘭之外，這樣兩個(gè)翻邊法蘭中間間距100.1mm，剛好設(shè)計(jì)兩個(gè)側(cè)翻鑲塊，完美地解決了區(qū)域狹窄、無(wú)法放置斜楔、同時(shí)側(cè)翻的問(wèn)題。側(cè)面兩法蘭邊同時(shí)翻邊，翻邊后再在最后一序側(cè)沖孔，法蘭上的孔位偏差問(wèn)題便得到了解決，并且將所有標(biāo)準(zhǔn)斜楔和自制斜楔都采用氮?dú)鈴椈苫爻?，增加了回程力量，有效解決了料厚過(guò)厚、側(cè)孔多、毛刺大帶來(lái)的斜楔難以回程的問(wèn)題。

圖3 模具結(jié)構(gòu)

（4）以前的模具由于孔位布置不合理，凸模中間全是漏料孔，導(dǎo)致頂料氣缸沒(méi)有位置安裝，而該制件是帶有一定角度的U型件，沒(méi)有頂料裝置將它與凸模分離，人手很難將制件取下。此次調(diào)整了側(cè)沖孔孔位后，在凸模中間增加了大行程氣缸，取料時(shí)制件被頂起一定高度后，制件松動(dòng)，然后再手工取料，制件便很容易被取下來(lái)。

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)實(shí)際生產(chǎn)，鉗工對(duì)模具的調(diào)試，采用新工藝方案設(shè)計(jì)的模具在很大程度上解決了原來(lái)模具存在的問(wèn)題。制件回彈、側(cè)孔孔位及制件三間隙除局部輕微有些偏差外，其余均符合設(shè)計(jì)要求，得到了客戶的認(rèn)可。