具有反拉伸特征的W型制件沖壓成形工藝方案

王雙柱

（一汽模具制造有限公司，吉林長(zhǎng)春 130000）

1 引言

轎車(chē)主要是由車(chē)身件外覆蓋件、車(chē)身結(jié)構(gòu)件、底盤(pán)件、動(dòng)力總成件等組成的，車(chē)身結(jié)構(gòu)件相當(dāng)于動(dòng)物的骨骼，支撐著整個(gè)車(chē)身，所以又叫骨架件，在骨架件結(jié)構(gòu)中，有一類(lèi)特殊的W 型制件，如轎車(chē)后懸掛固定座，如圖1所示。從制件名稱(chēng)上不難理解這個(gè)制件的重要性，它起到了后懸掛和車(chē)身連接的紐帶作用，起重要的承載作用，對(duì)汽車(chē)安全性方面非常重要，各種轎車(chē)車(chē)型該位置的制件形式非常類(lèi)似，都具有W型的特征。

2 后懸掛固定座結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

后懸掛固定座安裝在底盤(pán)部位，材料一般為中等強(qiáng)度鋼板，本案例所用的材料為：FC250/450DPD+Z-60/60，材料厚度為2mm，而且左、右件一般是成對(duì)出現(xiàn)（對(duì)稱(chēng)件），由于其結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，材料流動(dòng)性差，開(kāi)裂和起皺風(fēng)險(xiǎn)并存，尤其中間部位非常難于成形，是該制件的工藝難點(diǎn)所在，正常一次拉伸是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

3 后懸掛固定座結(jié)構(gòu)工藝分析

該制件總的工藝思路是現(xiàn)將中間部位成形到位，然后將兩側(cè)通過(guò)成形工藝來(lái)解決的。該制件可以用級(jí)進(jìn)模具加工，也可以用多工位模具加工，加工形式的不同，工藝方案也是不盡相同的，下面介紹兩種中間部位的成形工藝方案。

3.1 一次拉伸多次成形的工藝方法

（1）沖壓方向。將中間部位向上消除負(fù)角如圖2所示作為拉伸沖壓方向。

（2）第一次拉伸工藝造型。

由于該制件的造型復(fù)雜，無(wú)法通過(guò)拉伸系數(shù)的計(jì)算來(lái)判定中間部位的成形次數(shù)，只能按照體積不變的原則經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)來(lái)確定成形次數(shù)。

如圖3 所示，以底面A、底面B 作為壓料面、頂面控制拉伸高度，將側(cè)面A 偏距50mm，側(cè)面B 偏距35mm，凹模圓角半徑為R35mm，得到第一次拉伸造型如圖4所示，毛坯為370×300mm的方料。成形結(jié)果如圖5所示，拉伸沒(méi)有問(wèn)題。

圖3 參考面簡(jiǎn)圖

圖4 第一次拉伸造型

圖5 第一次拉伸結(jié)果

（3）第二次成形工藝造型。將側(cè)面A偏距33mm，側(cè)面B偏距25mm，凹模圓角半徑為R25mm，得到第二次成形造型如圖6 所示，模擬分析工具體設(shè)置如圖7所示，分析結(jié)果如圖8所示。

圖6 第二次成形造型

圖7 第二次成形工具體設(shè)置

圖8 第二次成形結(jié)果

（4）第三次成形工藝造型。

將側(cè)面A 偏距15mm，側(cè)面B 偏距15mm，凹模圓角半徑為R20mm，得到第三次成形造型如圖9 所示，模擬分析工具體設(shè)置如圖7 所示，分析結(jié)果如圖10 所示。

圖9 第三次成形造型

（5）第四次成形工藝造型。將側(cè)面A偏距10mm，側(cè)面B偏距10mm，凹模圓角半徑為R15mm，得到第四次成形造型如圖11所示，模擬分析工具體設(shè)置如圖7所示，分析結(jié)果如圖12所示。

圖11 第四次成形造型

圖12 第四次成形結(jié)果

（6）第五次成形工藝造型。將側(cè)面A 偏距5mm，側(cè)面B 偏距5mm，凹模圓角半徑為R15mm，得到第五次成形造型如圖13所示，模擬分析工具體設(shè)置如圖7所示，分析結(jié)果如圖14所示。

圖13 第五次成形造型

圖14 第五次成形結(jié)果

（7）第六次成形工藝造型。中間部位完全到達(dá)制件狀態(tài)到第六次成形造型如圖15所示，模擬分析工具體設(shè)置如圖7所示，分析結(jié)果如圖16所示。

圖15 第六次成形造型

圖16 第六次成形結(jié)果

（8）一次拉伸多次成形的工藝方案小結(jié)。

通過(guò)以上成形過(guò)程描述，通過(guò)一次拉延和五次成形將制件中間的部分加工到位，至此此件的工藝難點(diǎn)部位得到解決。優(yōu)點(diǎn)：工藝思路清晰，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。缺點(diǎn)：成形工步較多，故此方案較適用級(jí)進(jìn)模具的生產(chǎn)加工。

3.2 一次拉伸一次斜楔整型的工藝方法

由于多工位模具受到工步的限制，一般最多6～7步就得將制件加工完畢，故設(shè)計(jì)了下面的工藝方案將中間的工藝難點(diǎn)解決掉。

（1）第一次拉伸工藝造型。該造型即要滿(mǎn)足第一次拉伸的要求，也要滿(mǎn)足第二序斜楔整形的要求，需要不斷的試錯(cuò)。工藝造型如圖17所示，工具體及料片如圖18所示，分析結(jié)果如圖19所示。

圖17 拉伸工藝造型

圖18 工具體示意圖

圖19 第一次拉伸分析結(jié)果

（2）第二次斜楔整形工藝造型（見(jiàn)圖20）。經(jīng)過(guò)嘗試，正整形是無(wú)法滿(mǎn)足成形性要求的，必須通過(guò)斜楔整形（見(jiàn)圖21），來(lái)實(shí)現(xiàn)中間的工藝難點(diǎn)部位，分析結(jié)果如圖22所示。

圖20 斜楔整形工藝造型

圖21 斜楔整形工具體示意圖

圖22 第二次斜楔整形分析結(jié)果

（3）一次拉伸一次斜楔整形的工藝方案小結(jié)。通過(guò)以上成形過(guò)程描述，通過(guò)一次拉延和一次成形將制件中間的部分加工到位，至此此件的工藝難點(diǎn)部位得到解決。優(yōu)點(diǎn)：工步較少。缺點(diǎn)：工序間造型困難，需要多次試錯(cuò)，第二序需要斜楔，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。故此方案較適用多工位模具的生產(chǎn)加工，由于具有斜楔整形，故不適用級(jí)進(jìn)模具的生產(chǎn)方式。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)后懸掛固定座結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，及工藝難點(diǎn)進(jìn)行分析，提供了兩種不同的工藝方案來(lái)解決此類(lèi)件的工藝難點(diǎn)問(wèn)題，這兩種不同的工藝方案具有較強(qiáng)的針對(duì)性，可以作為具有反拉伸特征的W型件沖壓成形工藝方案的一種借鑒。