沖壓制件開口拉延壓料芯應(yīng)用研究

文/時(shí)磊 ，王玉峰，萬勁· 長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心

沖壓制件開口拉延壓料芯應(yīng)用研究

文/時(shí)磊 ，王玉峰，萬勁· 長城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北省汽車工程技術(shù)研究中心

汽車前地板中間有很高的拱起，產(chǎn)品落面段差大，制件拉延時(shí)易產(chǎn)生疊料問題，而且制件材料利用率低，將來模具調(diào)試存在很大的困難。本文通過對(duì)開口拉延壓料芯的研究，解決了制件疊料等問題，并提高了制件的材料利用率。

隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，汽車產(chǎn)量不斷提高，沖壓制件出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷和制件材料利用率低等問題嚴(yán)重影響了整車的開發(fā)成本。對(duì)于開口拉延制件，傳統(tǒng)的沖壓工藝材料利用率很低，產(chǎn)品落面段差大的制件調(diào)試?yán)щy，且制件容易出現(xiàn)品質(zhì)問題，因此需要對(duì)開口拉延制件壓料芯進(jìn)行研究，解決制件材料利用率低和制件的品質(zhì)問題。

開口拉延制件結(jié)構(gòu)分析

汽車地板中通道位置產(chǎn)品斷面落差大(圖1），拉延會(huì)產(chǎn)生疊料問題，導(dǎo)致模具調(diào)試?yán)щy，嚴(yán)重影響模具使用壽命。此結(jié)構(gòu)與壓料面設(shè)計(jì)基本原理（拉延深度變化要平緩）是相違背的。

圖1 中通道產(chǎn)品斷面

制件工藝分析

工藝思路

改變以往通過調(diào)整壓料面形狀、增大工藝補(bǔ)充、增加余肉以解決拉延段差大，褶皺問題嚴(yán)重的工藝思路，嘗試新的加工方法，考慮如圖2所示模具結(jié)構(gòu)。由圖2可以看出，雖然此模具結(jié)構(gòu)比較簡單，但是端頭位置彎曲變形的板料，使得拉延開始就出現(xiàn)了褶皺，同時(shí)無形之中，也增大了毛坯尺寸。

工藝分析

通過考慮沖壓成形過程及材料的塑性形變過程，采用增加工具的方法，嚴(yán)格控制材料的流動(dòng)方向和速度，使其流動(dòng)均勻化，以解決褶皺問題，如圖3所示。

圖2 模具結(jié)構(gòu)原理圖1

如圖4所示，可以看出凹模結(jié)構(gòu)中增加了壓料芯，同時(shí)凸模增加了一部分凸緣，板料在壓料面上沒有出現(xiàn)彎曲變形，對(duì)拉延十分有利。

確定模具結(jié)構(gòu)及工作過程

模具主要組成部件：凸模、凹模、壓邊圈、壓料芯、氮?dú)鈴椈?，如圖5所示。

模具工作順序：壓邊圈頂起→凹模下行拉延→內(nèi)壓件器開始接觸（壓力源氮?dú)鈴椈桑＞唛]合，成形過程完成。

■ 表1 零部件明細(xì)表

圖3 端頭進(jìn)料趨勢

圖4 模具結(jié)構(gòu)原理圖2

圖5 模具結(jié)構(gòu)圖

圖6 壓料芯結(jié)構(gòu)圖

圖7 結(jié)果分析

模具設(shè)計(jì)

根據(jù)圖5設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)。

如圖6所示，壓料芯由氮?dú)鈴椈?、氮?dú)鈴椈砂惭b板、氮?dú)鈴椈蓧|塊、導(dǎo)板、鐓死墊等組成，各零部件明細(xì)見表1。

通過模擬分析結(jié)果，我們可以看出產(chǎn)品拉延成形充分，褶皺問題得到了解決，同時(shí)材料利用率提高，成本得到控制。

結(jié)束語

沖壓件開口拉延，通過增加壓料芯控制材料流動(dòng)速度和方向，解決了產(chǎn)品在拉延時(shí)的褶皺及工藝補(bǔ)充量大，材料浪費(fèi)的問題；同時(shí)使模具的磨損減少，延長了模具使用壽命，也為我們提供了一種新的工藝思路。此工藝為以后地板類零件和梁類零件的模具開發(fā)提供了工藝思想，并為其他類似零件的開口拉延找到了拉延思路。