【广州国际模具展览会】这套模具月产1.2万件轿车关键零件，而且维修还少

为响应及全力配合做好新型冠状病毒感染肺炎疫情防控工作，原定于2020年2月26至28日在中国进出口商品交易会展馆A区举办的广州国际模具展览会（Asiamold2020）将延期举行。新展期将另行通知，最新消息敬请关注公众号【asiamold_China】或官网：https://asiamold.gymf.com.cn。邀您关注今日新资讯：

图1 选档摇臂支架

　　图1所示为某中级轿车的选档摇臂支架，材料为SPH440，厚度为5mm，零件批量生产，要求严格控制生产成本。厚板高精度的要求在冲压成形领域是难点，板料回弹受模具精度、设备精度、板料厚度的影响很大，由于厚板需要较大的冲压压力，模具零件强度要求高，而且无法实现卷料运输，冲压前因开平卷料导致无法实现连续生产。故采用单工序模分步冲压，使得模具数量多，工序多。为提高零件生产效率要求简化成形工序，设计时重点考虑模具零件的强度、精度、工艺可行性。

　　1 零件成形工艺方案

图2 选档摇臂支架展开形状

　　确定零件尺寸跨度大，变形区域多，既有Z字形的弯曲，又有复杂的翻边弯曲。为保证零件大批量生产，需优先满足模具零件的强度与可靠性，在减少成形工序的同时达到零件逐步成形的要求，选档摇臂支架展开形状如图2所示，重点考虑Ⅰ、Ⅱ2个区域的成形顺序，Ⅲ区为典型的弯曲成形，不做分析。左下方虚线区域Ⅰ变形最复杂，主控制变形区域选定及弯曲方案选定分析如下。

　　方案1：先弯曲成形区域Ⅰ，再以成形后的区域Ⅰ定位成形区域Ⅱ。左下方区域Ⅰ变形复杂，弯曲时此区域必须先冲压辅助定位孔再弯曲成形，若将整个虚线区域分步完成成形，会导致区域Ⅱ变形不稳定，材料流动困难，区域Ⅱ后续弯曲会形成严重的拉拔积瘤，这是因为翻边高度与材料厚度相等，在弯曲成形区域Ⅱ时高度差大，翻边成形困难，而且翻边高度小于材料厚度。方案1优点为基准面B平面度好，缺点为区域Ⅱ积瘤严重，需9副模具才能成形。

　　方案2：鉴于原有厚板弯曲成形经验，左下方区域Ⅰ采用一次成形，其中点画线的三角区域为变薄翻边，两边都有拉力，容易发生开裂，除此区域外的其他地方做为固定、定位区域，但区域Ⅱ左边宽度太窄，冲压压力无法抑制材料的流动，且流动距离变化大，最终会导致零件成形的外形高度尺寸不一致，增加2×ϕ10mm定位孔，成形后再将其切除。弯曲区域1、2、3的材料均向三角区域流动，2个定位孔既要能定位，又不能阻止区域3的材料向区域Ⅰ流动，2×ϕ10mm定位孔靠近c点，起定位作用的同时能控制材料的流动。方案2优点为弯曲高度控制良好，零件成形一致性好，外观光滑，只需要8副模具成形；缺点为基准面B材料变薄，平面度稍差。基于以上分析优选方案2成形。

　　零件是逐步成形的，在大致形状轮廓基本成形、材料流动稳定后再增加整形工序，主要保证图1中的3个位置度要求，零件高度控制稳定后再冲压ϕ10.1mm定位安装孔，通过调节ϕ10.1mm孔的位置来调节ϕ10mm孔与ϕ12mm孔的高度，因为安装孔位置确定后图1中a、b2个孔的高度即可确定，但其位置可以通过后续冲a、b孔的模具调整。

图3 工艺流程

　　上述工序的后工序以基准面B定位，冲压a、b2个孔，其位置可实现x、y方向调节，以满足位置度量具为准，工艺流程如图3所示。

　　整个工艺流程中落料与整形2个工序需要2500kN的压力机，其余工序采用1250kN的压力机，靠前后工序协调同步完成落料与整形，工序（d）、（e）、（f）必须连续完成，才能保证零件成形的尺寸精度。

　　2 关键工序及模具设计

　　落料、冲孔2个工序仍按常规单工序模设计，不考虑复合模。

图4 模具结构

　　1.下模座 2.螺钉 3.下垫板 4.垫板 5. 凹模固定板 6.凸模 7.上垫板 8.上模座 9.模柄 10.上固定板 11.顶件块 12.定位销 13.推板 14.推杆 15.圆柱销
弯曲Ⅰ工序模具结构如图4所示，为标准的弯曲拉深模，该模具的关键点是：①用图2所示Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区域定位，凸模进入凹模后三角区的圆弧R必须足够大，保证材料光滑流动；②弯曲周边模具零件间隙足够，按照模具手册标准计算取t+xt（t为板料厚度，x指凸、凹模间隙系数）=5.2mm，而实际做成6mm间隙才能保证材料流动，三角区不开裂；③零件拉深深度足够，保证三角区R足够圆滑的同时，零件弯曲成形90°，实物在92°左右；④弯曲成形镶件R处粗糙度为Ra0.2μm，尤其弯曲三角区域R，在抛光完成后再进行TD涂层处理，保证镶件表面的硬度与粗糙度。

图5 弯曲切边复合模结构

　　1.下模座 2.螺钉 3.下垫板 4.垫板 5.凹模 6.凸模 7.凸模固定板 8.上模座 9. 模柄 10.上垫板 11.顶件块 12.凹模镶件 13.推板 14.推杆 15.圆柱销

　　弯曲Ⅱ和切边工序是复合工序，在完成切边后再进行弯曲，该工序在弯曲、切边复合模上完成，结构如图5所示。零件弯曲与切边的精度不高，均是为最终成形做准备，成形轮廓是保证成形精度的前提，最终成形精度靠整形模保证。

　　整形是零件成形的关键工序，整形精度直接关系到零件的稳定性与合格率，必须考虑2点：①零件角度可以通过调整拉深深度来微调；②零件有位置度要求的面尽量与受力面平行，以保证零件平面度与整形效果。经过受力分析将零件主要整形面平整摆放，保证受力面整形效果，位置尺寸精度要求高的面趋于水平放置，以获得高精度的成形零件。

　　冲2×ϕ10mm的定位孔，是决定孔ϕ10、ϕ12mm高度的关键，该工序直接决定成形零件是否合格，后续不能再调整该2孔的高度，只能调整其位置，故该工序是监测成形零件合格率的关键，当定位孔高度太高时有以下方法调节：①弯曲Ⅱ模具闭合深度加深，使弯曲时将定位孔高度降低；②调节整形模的闭合高度，加深拉深深度，使平面度更好，整形力越大，高度越低；③将冲2个孔的定位销移动，让2个孔相对板料向右移动，从而调节成形零件的高度。当冲压角度太小时，以上3点反向调整，实现零件平面高低调节。

　　冲ϕ10.1mm孔与扁孔均靠上一步工序的2个定位孔定位，冲模设计需要调整好位置，用量具比对调节，保证零件孔的位置度。

文章来源：模具工业

作者：官国武

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