汽車座椅連接件級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)

馮連杰，畢大森

（1.天津市雙威精密模具有限公司，天津300350；2.天津市精密級(jí)進(jìn)模具成型技術(shù)工程中心，天津300112）

汽車產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)，我國(guó)的汽車產(chǎn)銷量穩(wěn)居世界第一。大量的汽車生產(chǎn)拉動(dòng)了對(duì)汽車沖壓零部件的需求，而且在質(zhì)量與價(jià)格上的競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈。過(guò)去采用幾套甚至十幾套單工序沖壓模具生產(chǎn)的汽車配件，生產(chǎn)中零件需多次定位，具有產(chǎn)品尺寸不穩(wěn)定，沖壓操作不方便，生產(chǎn)效率低，廢料多等缺點(diǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求。為了解決這些問(wèn)題，改用級(jí)進(jìn)模具完成復(fù)雜零件的沖壓成形成為發(fā)展趨勢(shì)。與普通單沖模具、復(fù)合沖壓模具相比具有省工、省料、效率高等優(yōu)點(diǎn)，適合大批量生產(chǎn)[1]。

1 產(chǎn)品分析

圖1 為汽車座椅連接件產(chǎn)品圖，材料SAPH440，料厚2.3mm。該產(chǎn)品的特點(diǎn)是脹形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)品所用材料厚，側(cè)面折彎形狀復(fù)雜，且不在同一平面上，從而對(duì)折彎角度與產(chǎn)品尺寸造成影響，所以要求合理設(shè)計(jì)沖壓工序以保證各面的位置精度。根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)及生產(chǎn)需求量要求，采用級(jí)進(jìn)模具生產(chǎn)，圖2為產(chǎn)品實(shí)物圖。

2 排樣設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)多工位級(jí)進(jìn)模首先要設(shè)計(jì)條料排樣，這是模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。合理的排樣及適當(dāng)?shù)拇钸呏凳墙档统杀竞捅ＷC工件質(zhì)量及模具壽命、使用性能的有效措施。根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)及生產(chǎn)需求量要求，采用單排方式進(jìn)行級(jí)進(jìn)模具沖壓生產(chǎn)。

圖1 發(fā)汽車座椅連接件產(chǎn)品圖

根據(jù)對(duì)產(chǎn)品的分析，確定工序方案如下：沖孔、切邊→切邊、脹形→角部彎曲→四周折彎→沖孔→切斷。因產(chǎn)品圖中要求平面精度為±0.2mm，直角度為0.5°，故在排樣中加入了空工位進(jìn)行整形。

為保證產(chǎn)品底面孔位尺寸，避免因成形拉料而造成成形孔位移動(dòng)，參考以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，避免折彎拉料對(duì)底面孔位尺寸的影響，決定在整形工位之后再?zèng)_制底面高精度孔。產(chǎn)品排樣如圖3 所示，實(shí)際生產(chǎn)料條如圖4 所示。

由于工件上部周邊需要折彎，因此條料只能采用單側(cè)連接送料，這對(duì)于送料、定位和保證沖壓精度十分不利。為此，采取在工件上增加工藝導(dǎo)正孔，以提高送料精度。最后，工藝導(dǎo)正孔被去除，圖5 所示為工藝導(dǎo)正孔。

圖2 汽車座椅連接件產(chǎn)品實(shí)物

圖3 產(chǎn)品排樣圖

圖4 實(shí)際生產(chǎn)料條

圖5 工藝導(dǎo)正孔

3 模具結(jié)構(gòu)

模具實(shí)物圖如圖6所示。

圖6 模具實(shí)物圖

因產(chǎn)品尺寸較大，為保證加工精度，便于加工、裝配與調(diào)試，模具采用組合子模結(jié)構(gòu)，局部做鑲塊。模具兩側(cè)采用浮升導(dǎo)料柱導(dǎo)料，同時(shí)為避免上模導(dǎo)正銷帶料，造成生產(chǎn)時(shí)送料不順暢，在上模導(dǎo)料銷旁邊加了2 個(gè)頂料銷脫料。

4 模具制造

（1）模板、鑲塊及沖頭用慢走絲機(jī)床和數(shù)控加工中心進(jìn)行加工，采用真空熱處理，成型件表面做PVD處理，以保證模具工作部分有較高的硬度與韌性，滿足大批量生產(chǎn)的需要。

（2）各工位的成形件采用高速銑削加工，模具成形塊均一次裝夾完成多工步加工。提高成形件的表面光潔度，減小誤差和變形量。使模具制造精度達(dá)到模面的少鉗工、無(wú)鉗工化?；旧喜挥眯迗A角、不用開(kāi)間隙，不用去刀痕、不用推磨。

（3）使用三維軟件建立裝配零件間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)行干涉檢查，尺寸測(cè)量并修改造型，在裝配完成后，按照設(shè)計(jì)圖紙確定裝配零件間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)3D 數(shù)模的輸入測(cè)量偏差值以便糾正實(shí)際各步成形件之間的位置、形狀誤差。

5 總結(jié)

通過(guò)模具技術(shù)的改進(jìn)與創(chuàng)新，合理調(diào)整級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)工序，避免了產(chǎn)品因拉料造成尺寸不穩(wěn)定。由于加工精確，裝配精密，該模具經(jīng)試模調(diào)整后一次沖出合格零件，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，模具運(yùn)行平穩(wěn)，達(dá)到了預(yù)期效果。通過(guò)多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)，合并了沖壓工序，有利于進(jìn)行大批量的生產(chǎn)。同時(shí)，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

[1]邵國(guó)洪,姜伯軍.按鍵級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)[J].模具工業(yè)，2013，39（12）：22-25.

[2]金龍建,洪慎章.鍵盤接插件外殼級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2010，45（1）：95-98.

[3]向小漢.座椅加強(qiáng)板多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)[J].鍛壓技術(shù)，2013，38（6）：100-104.

[4]錢曉琳.支架板與壓板套料沖裁模設(shè)計(jì)[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2013，48（4）：63-64.