汽车左右后轮罩冲压工艺及翻边、斜楔翻边模具设计.pdf

冯玉铃等汽车左佑后轮罩冲压工艺厦翻边 斜楔翻边模具设计 4 3 汽车左 右后轮罩冲压工艺及翻边 斜楔翻边模具设计 冯玉玲 徐巧 郑州日产汽车有限公司 河南郑州4 5 1 4 5 0 摘要 根据制件的特点 分析了其冲压成形的工艺难点 制定了合理的工艺 简化了模具设 计和制造 井画出了制件的综合工序图 分析了各工序内客和工艺特点 说明了各工序模具设计的 关犍问题 同时以第5 道工序为例 重点分析了斜楔翻边 翻遗模的结构 工作原理及谴计要 羔 关键词 后轮罩 冲压工艺 斜楔 翻边 模具设计 中图分类号 T C 3 8 6 4 9 T G 3 8 5 4 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 0 8 4 4 6 2 0 0 1 0 5 0 0 4 3 0 5 T h eD i eD e s i g no ft h eA u t o m o b i l eW h e e l h o u s e R R R LA b o u tP r e s s T e c h n o l o g yF l a n g i n ga n dB e v e lW e d g eF l a n g i n g F E N GY u l l n g X UQ i a o Z h e n g z h o uN i s s a nA u t o m o b i lC o 1 t d Z h e n g z h o u 4 5 1 4 5 0 C h i n a A l 域r a 吐 A e c o r d i n gt ot h ef e a t u r e0 ft h ep a r t s t h i sp a p e ra n a l y z e st h et e c h n o l o g yd 益c u h yi ni t sp r e s s f o r m i n ga n dm a k e st h er e a s o n a b l et e c h n o l o g y s l m p l i f i t h ed i ed e s i g na n dm a n u L Y t u r e d r a w st h ep D c f l o w a n a l y z e v e r W c c e s sc o n t e n t sa n dt h et e c h n o l o g yf e a t u r e d e t a i l se y e D p r o c e s sd i ed e s i g na n dt h ek e yq u e s t i o n t t h e 鲫I l 世t i m e i t t a k e s t h e f i f t hp r o o e s 8 f o re x a m p l e t oa n a l y z e t h eb e v dw o d 铲f b n g i l g t h e8 1 r u c t u l eo f d a l l g i I l gd i e t h ew o r k l n gp r i n c i p l ea n dt h ek e yd e s i g n K e yW O l r d s w h e e l h o u s e R R p r e s st e c h n o l o g y b e v e lw e d g e f l a n g i n g d i ed e s i g n 图1 制件 如图l 所示为轻型载货车的后轮罩 左件 右件与之对称 材料为S E C I F 料厚0 9 m m 具有复 杂的曲面外形 而且深度较大 最深处为2 7 6 2 m m 制件的底面在C 面有一高为8 n c n 台阶 D 处为一 深0 9 m m 的凹坑 其它面平整 轮廓线整齐 制件 在后车厢内属于二级外覆盖件 表面精度和质量 相应要求较高 喷涂漆后不应有皱纹 凸凹及滑移 线等表面质量缺陷 制件的A 面与车厢前板焊 接 B 面与车厢边板焊接 这就要求A 面 B 面本身 的翻边角度必须垂直 而且A 面与B 面所成的角度 也应该为9 0 这样才能满足产品的质量和要求 同 时在底面上有2 个 1 1 的孔 是制件与车厢横梁相 连接用的 因此这组孔与A 面的的尺寸有相应的精 度要求 1 工艺分析 1 1 工艺难点及特征 从图1 可以看出 制件的曲面复杂 深度较大 成形比较复杂 存在着受力 变形不均匀 变形程度 大等不利因素 被拉坏的可能性很大 是否能一次 收稿日期 2 0 0 1 0 2 1 9 作者简介 冯玉玲 1 9 6 7 女 河南鄢睫人 高级工程师 曾获6 项河南省科技进步奖 主要从事冲压工艺及模具设 计研究工作 万方数据 金属成形工艺M E T A LF O R M I N G I E C t L N O L O G YV 0 1 1 9 52 0 0 1 拉伸到位等问题 以及图l 中的C D 两处在拉延 工序中的处理也是比较关键的 在修边 翻边工序 中 由于制件的拉延侧壁几乎是垂直的 深度又较 大 2 7 6 2 m m 怎样安排才能使工艺既合理又能使 模具结构设计 制造简单 使用 操作方便也至关重 要 以上所述均是制件的工艺难点 然而从图1 可 知 此制件具有对称的特征 左 右轮罩是两个完全 对称的零件 分别位于后车厢底板的左 右两侧 这给工艺及模具设计均提供了有利条件 1 2 工艺制定 根据制件的特点 经过分析研究及计算 该件 可以一次拉伸成形 由于制件的对称性 可成双拉 伸成形 且左右件同时拉伸各两件 共4 件 工艺最 为合理 生产效率最高 但由于受到我公司压力机 工作台面的影响 只有采用左右拉伸各1 件的工 艺 综合工艺方案如图2 所示 图中0 P I 5 0 V 2 5 O P 3 5 0 P 4 5 0 P 5 1 5 分母中的5 表示此工艺共有5 道工序 分子中的数分别代表此工艺中的第1 2 3 4 5 工序 I r 7 一 画澌莓 P0 图2 综台工序 1 2 1 拉伸 O P I 5 由于制件的对称性 工艺安排成双拉伸 为了 保证拉延时材料能及时补充 受力均匀且材料受到 的塑性变形基本一致 工艺补充见图2 左侧为工 艺补充部分 其形状与型面和零件的形状 右侧 基 本一致 图l 中c 处的凸台 D 处的凹坑 在拉伸 时的形状如图3 中断面C C 的形状 既保证拉伸时 不会由于台阶产生的比较明显的滑移线 叉要保证 拉伸后不会由于材料过多或过少 引起整形时挤料 或不平现象 因此C 处的7 0 尺寸是经过精确计算 和C A D 数模模拟得出的 此数据也是以后经过实 践和模具调试验证的 制件在1 6 3 M N 的双动压 力机上拉伸 冲压方向如图3 中B B 所示 1 2 2 整形 0 P 2 1 5 在工序1 中 零f 的复杂型面己经拉伸出来 只有图l 中C 处高为8 m m 的凸台和D 处09 r a m 的凹陷没有拉出 因此 在此工序中就是为了整出 此两处形状 详见图3 中断面C C 以拉伸件形 状定位 其冲压方向与工序的方向相反 见图3 中 B B 所示 为了工序件及模具的一致性 操作使用 万方数据 冯玉铃等汽车左 右后轮罩冲压工艺及翻边 斜楔翻边模具设计 4 5 性 送料方向和出件方向与工序l 中正好相反 1 2 3 修边冲孔 0 e 3 5 在这道工序中 以工序件的形状定位 修去的 为零件的底面边及左右件的部分过渡面的线 且冲 出了底面的4 个孔 如图2 所示 在左右件的过渡 部分留有两段没被修去 这就保证了左右件仍是一 个整体 保证下道工序以工序件的形状定位 在这 道工序中 所有的修边方向均是一致的 即平行冲 压方向 这就避免了斜楔修边 也简化了后序的模 具设计和制造 其冲压方向与工序2 一致 废料刀 的布置如图2 所示 在水平方向的废料刀分别与冲 模中心线在5 和l o 这充分保证废料的排取流畅 1 2 4 斜楔修边 剖切 0 P 4 1 5 这道工序仍以工序件的形状定位 由图1 可以 看出其立壁与冲压方向几乎是平行的 深度很大 且在圆弧部分沿法线方向是变化的 因此只有斜楔 修边 斜楔方向与冲压方向成4 5 角 如E 向所示 同时从E 向方面左右件相连接的部分也是垂直底 面的 此方向的剖切应为斜楔剖切 由于在工序3 中与此面相连的垂直于冲压方向的线已经修去 这 就避免了斜楔修边与正修边两者刃口相互干涉而 一方必须采用大行程来解块刃口干涉的情况 这也 正是这两道工序中工艺制定的难点及关键 同时 在这道工序中 要修去左右件上面还相连接的部 分 即所谓的剖切 1 2 5 斜楔翻边 翻边 O P 5 5 冲压方向如B 向所示 与工序2 3 4 相同 左 右件成双翻边 制件上面的下翻边可正翻 如图3 中D D 所示 而图1 中A 面和B 面以及两处立壁和 圆弧部分必须斜楔翻边 在A 面处左右件用一斜楔 翻边 斜楔方向与冲压方向为4 5 在B 面左右件翻 边方向是相对的 两斜楔方向与冲压方向均为4 5 如图3 中E 向所示 在此工序中 需要解决正翻边 的凹模与斜楔凹模相互干涉的问题 根据我公司压力机的分布情况 l 台1 6 3 M N 双动压力机和4 台总产量8 0 0 0 k N 单动压力机正好 在一条线上 因此以上后4 道工序均安排在闭式四 点8 0 0 0 k N 压力机上 这样从物流 生产 操作等方 面安排最为合理 经济效率也最高 2 模具设计 以上的工艺分析 每道工序的模具的结构都是 比较复杂的 且由于制件的深度较大 制件的取出 必须有专门的顶料机构 在前4 道工序中 由于工 艺的合理安排 简化了模具设计和制造 但在第5 道工序中 必须同时正翻边和斜楔翻边 这就要解 决正翻边的凹模与斜楔凹模相互干涉的问题 下 面以第5 道工序为例 介绍一下斜楔翻边d 目边模 的设计 3 1 模具结构 棠1 在这道工序中 由于左右件已经剖切开 制件 除形状定位外 还需要边定位 它有两个斜楔翻边 和 个正翻边 模具结构分别如图4 5 6 所示 模 具采用了上模滑动斜楔 也称吊楔或空间机构斜 楔 为了便于计算滑块行程与压力机行程的关系 斜楔方向与冲压方向取为4 5 这时滑块水平方向 的行程与垂直方向的行程相同 滑块沿斜楔方向的 1 行程为垂直方向行程的 2 倍 即j 杀倍 上 下 模导向采用导向来板3 面导向 上模座 1 下模 万方数据 座 1 6 压料块 2 均采用箱式结构的实型铸造 材料为H T 2 5 0 退火处理 滑块 1 0 2 9 与斜楔 1 7 3 0 为铸造 材料为H T 2 5 0 退火处理 压料板 与上模有导向板导向 它与上模座除有卸料螺钉连 接外 为了安全 又有安全螺钉 其行程比卸料螺钉 大3 0 n m a 为了加工方便 凸模座与下模座分开 仍 采用实型铸造 材料为H T 3 0 0 表面淬火H R C 4 3 4 8 它与下模座用螺钉连接 斜楔与滑块均为铸 件 材料为H T 2 5 0 退火处理 图4 所示为图l 制 件的B 面 左 右两件 翻边与斜楔翻边的结构示 意图 图5 图6 为A 面翻边与斜楔翻边的结构示 意图 翻边凹模 2 8 3 1 同时翻左右两件 图4 a 所 示为图4 中斜楔与滑块的导向和强制返楔机构 强 制返楔块 2 6 固定在滑块上 只有在它返回的行 程大于所设计的返楔行程后才脱离斜楔向上运动 对正翻边凹模与斜楔翻边凹模的行程顺序起保护 作用 图4 b 所示为图4 中滑块的行程导向机构 压板 2 3 既有压制的作用 又有导向的作用 图5 中的斜楔 滑块导向强制返楔机构及滑块导向机构 分别与图4 a b 所示相同 图4 翻边 斜楔翻边模具结构 1 上模座2 挫料块 左右各1 3 退料辊钉4 弹簧定位销5 弹簧6 安全螺钉7 导向板 8 翻边凹模 一 9 斜楔 翻边凹模 左右各1 1 0 滑块 左右各1 1 1 弹簧1 2 弹簧预压销 1 3 回程限位块1 4 上 下模连接板1 5 限位器1 6 下模座1 7 斜楔 左右各1 1 8 气缸 1 9 顶出机构2 0 凸模座2 1 挡料块2 2 导向板 a 斜楔 滑块导向和强制返楔机构b 滑块导向机构 2 2 工作原理及设计要点 由图4 5 可知 斜楔翻边的行程大于正翻边的 行程 斜楔翻边凹模 9 2 8 均让开了正翻边凹模 8 3 当工序件沿定位放好后 横下降 首先 压料块 件2 接触制件并逐渐压紧 同时上模的滑 块 1 0 2 9 接触斜楔并沿导向扳 2 7 2 3 由斜楔方 向 4 5 运动 随着上模下降 斜樱翻边凹模 9 2 8 接触制件并开始翻边 当其翻边基本完成后 正翻 边P q 模 8 3 1 接触制件并开始翻边 1 模继续下 降 整个翻边逐渐完成 模到达下极点 随着压 万方数据 冯玉铃等 汽车左1 右后轮罩冲压工艺及翻边 斜楔岛边模具设计 4 7 力机的运动 上模开始回升 首先正翻边凹模 8 3 1 随上模上升 同时在弹簧 1 1 的压紧力的作用 下 滑块 1 0 2 9 沿导向压板 2 3 向外运动 同时 由于强制返楔块 2 6 的作用 滑块 1 0 2 9 只能分 别沿斜楔 1 7 3 0 4 5 唷向运动 当滑块沿斜楔行程 大于3 0 这时斜楔翻边凹模与正翻边凹模已不干 涉 滑块 1 0 2 9 分别脱离强制返楔块的限制 既 随上模向上运动 又在弹簧 1 1 的压紧力的作用 下 向外运动 随着上模的继续上升 弹簧 5 的 压紧力逐渐减小 压料块 2 对制件的压紧力也逐 渐减小并离开制件 到达上极点 这时 打开气缸 的进气开关 气缸 1 8 推动顶出机构上升 制件被 顶起 取件非常方便和顺利 随后气缸的放气阀打 开 顶出机构回落 模具的整个工作过程结束 图5 翻边