管梁安裝支架成形模具設(shè)計(jì)

彭坤龍+　嚴(yán)松

【摘 要】本文分析零件管梁安裝支架的成形工藝，并介紹了此工藝方案下的壓形模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及模具的工作過(guò)程。

【關(guān)鍵詞】成形工藝；模具結(jié)構(gòu)；模具工作過(guò)程

0 引言

圖1所示為我公司某車型零件上管梁安裝支架，材料厚為1.2mm。該零件底面有凹坑，兩立面有凸筋，兩側(cè)立面為由低到高的斜面，其成形可借鑒壓彎或壓形成形。

1 成形工藝分析

該件直接壓形材料會(huì)出現(xiàn)材料成形不充分，彈性回復(fù)較大等缺陷。單件直接成形，會(huì)出現(xiàn)單向側(cè)向力，需做工藝補(bǔ)充部分改為拉延成形可消除側(cè)向力，也可以采用一模兩件的類拉延壓形形式可消除。采用拉延成形，做工藝補(bǔ)充需增加材料量較大，且模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。而采用一模兩件的類拉延壓形成形，中間增加材料量小，也較易成形。因此，工藝方案定為一模兩件的壓形成形，后續(xù)進(jìn)行剖切齊頭，最后再通過(guò)修邊沖孔工序完成整個(gè)零件的成形。因此，該零件成形工藝為先壓形——剖切、齊頭——修邊沖孔。

1.1 沖壓方向的確定及工藝補(bǔ)充設(shè)計(jì)

壓形成形的難點(diǎn)在于沖壓方向的確定，也是首先要解決的問(wèn)題。如何確定沖壓方向，首先要分析零件結(jié)構(gòu)，保證凸筋部位順利出模，同時(shí)考慮后續(xù)修切方便。中間部位增加補(bǔ)充料部分，既要考慮剖切方便，又要考慮補(bǔ)充材料盡可能的小，圖2為各種補(bǔ)充形式的設(shè)計(jì)圖。根據(jù)目前的沖壓方位，分別將兩零件間距調(diào)為50mm、35mm，橋接兩零件的邊緣曲線，橋接有直線和曲線兩種之分，所以生成一組曲線形成的工藝補(bǔ)充曲面有下面4種類型（50mm寬的平底和弧底及35mm寬的平底和弧底）。基于材料利用率的基礎(chǔ)上，圖3為最終采用中間寬為35mm的曲線橋接形式的壓形工序圖，有利于材料的充分成形，避免產(chǎn)生折皺的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 毛坯料尺寸的確定

由于零件的形狀極不規(guī)則，展開料的計(jì)算也比較困難。本設(shè)計(jì)中采用了以基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)，選擇底面為放置面，然后選取放置面邊界線，利用了UG三維軟件中的鈑金特征下的鈑金成形分析，按沖壓方向，以基準(zhǔn)面作為G1面定義區(qū)域邊界，再選擇邊界將制件展開。根據(jù)此展開的料片，通過(guò)分析軟件進(jìn)行模擬，放大坯料尺寸，發(fā)現(xiàn)坯料尺寸太大，成形過(guò)程中外側(cè)料先接觸凹模部位受限，則出現(xiàn)走料不暢，拉裂現(xiàn)象。所以減小坯料，當(dāng)坯料太小，壓應(yīng)力偏大，因此，回彈也較大，調(diào)整坯料大小尺寸，逐步加大尺寸，直至壓應(yīng)力減小，回彈得到控制，同時(shí)保證拉應(yīng)力也在控制在一定范圍內(nèi)，即制件無(wú)缺陷產(chǎn)生，最終得出理想的結(jié)果。通過(guò)模擬，最終將坯料尺寸調(diào)到390*290。

1.3 完整工序圖設(shè)計(jì)

在沖壓方向及毛坯尺寸確定的情況下，最終的工序圖為圖4所示。

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 凸模設(shè)計(jì)

在本設(shè)計(jì)中以數(shù)模外表面為基準(zhǔn)面，即以下凹模為基準(zhǔn)，上凸模型面按下凹模放單邊間隙t（一個(gè)料厚）。凸模設(shè)計(jì)為分體式結(jié)構(gòu)，兩側(cè)固定，中間為浮動(dòng)式壓料芯，起壓卸料作用，結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖5所示。

2.2 凹模及頂出器的設(shè)計(jì)

下凹模及頂出器的結(jié)構(gòu)如圖6示，左右兩側(cè)為固定式結(jié)構(gòu)，中間為活動(dòng)托料塊，通過(guò)裝在機(jī)床上的氣墊頂桿頂出托料塊，實(shí)現(xiàn)托料，凹模設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是走料圓弧的設(shè)計(jì)，凹模型面的設(shè)計(jì)按產(chǎn)品數(shù)模加工，兩固定側(cè)與中間托料拼接面要求平齊，整個(gè)下凹模塊及托料塊配入下模座的型腔內(nèi)。

2.3 定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在本套模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮壓形過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)料的滑移，所以定位采用了封閉定位，四周設(shè)計(jì)有定位銷，結(jié)構(gòu)如圖7示。

3 模具工作過(guò)程

模具的工作過(guò)程：上模通過(guò)壓板槽與機(jī)床連接，隨著上模下行，中間壓料芯與頂出器壓料，凸模繼續(xù)下行，頂出器在氣墊作用下下行，凸、凹模相互作用開始成形。凸模下行至下死點(diǎn)，壓形成形。壓形結(jié)束后，凸模上行，頂出器在氣墊壓力作用下將制件頂出，成形結(jié)束。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，該零件完全符合圖紙要求，實(shí)踐證明，該套模具設(shè)計(jì)合理，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

【參考文獻(xiàn)】

[1]崔令江.汽車覆蓋件沖壓成形技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2]王孝培.沖壓手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.

[責(zé)任編輯：湯靜]

【摘 要】本文分析零件管梁安裝支架的成形工藝，并介紹了此工藝方案下的壓形模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及模具的工作過(guò)程。

【關(guān)鍵詞】成形工藝；模具結(jié)構(gòu)；模具工作過(guò)程

0 引言

圖1所示為我公司某車型零件上管梁安裝支架，材料厚為1.2mm。該零件底面有凹坑，兩立面有凸筋，兩側(cè)立面為由低到高的斜面，其成形可借鑒壓彎或壓形成形。

1 成形工藝分析

該件直接壓形材料會(huì)出現(xiàn)材料成形不充分，彈性回復(fù)較大等缺陷。單件直接成形，會(huì)出現(xiàn)單向側(cè)向力，需做工藝補(bǔ)充部分改為拉延成形可消除側(cè)向力，也可以采用一模兩件的類拉延壓形形式可消除。采用拉延成形，做工藝補(bǔ)充需增加材料量較大，且模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。而采用一模兩件的類拉延壓形成形，中間增加材料量小，也較易成形。因此，工藝方案定為一模兩件的壓形成形，后續(xù)進(jìn)行剖切齊頭，最后再通過(guò)修邊沖孔工序完成整個(gè)零件的成形。因此，該零件成形工藝為先壓形——剖切、齊頭——修邊沖孔。

1.1 沖壓方向的確定及工藝補(bǔ)充設(shè)計(jì)

壓形成形的難點(diǎn)在于沖壓方向的確定，也是首先要解決的問(wèn)題。如何確定沖壓方向，首先要分析零件結(jié)構(gòu)，保證凸筋部位順利出模，同時(shí)考慮后續(xù)修切方便。中間部位增加補(bǔ)充料部分，既要考慮剖切方便，又要考慮補(bǔ)充材料盡可能的小，圖2為各種補(bǔ)充形式的設(shè)計(jì)圖。根據(jù)目前的沖壓方位，分別將兩零件間距調(diào)為50mm、35mm，橋接兩零件的邊緣曲線，橋接有直線和曲線兩種之分，所以生成一組曲線形成的工藝補(bǔ)充曲面有下面4種類型（50mm寬的平底和弧底及35mm寬的平底和弧底）。基于材料利用率的基礎(chǔ)上，圖3為最終采用中間寬為35mm的曲線橋接形式的壓形工序圖，有利于材料的充分成形，避免產(chǎn)生折皺的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 毛坯料尺寸的確定

由于零件的形狀極不規(guī)則，展開料的計(jì)算也比較困難。本設(shè)計(jì)中采用了以基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)，選擇底面為放置面，然后選取放置面邊界線，利用了UG三維軟件中的鈑金特征下的鈑金成形分析，按沖壓方向，以基準(zhǔn)面作為G1面定義區(qū)域邊界，再選擇邊界將制件展開。根據(jù)此展開的料片，通過(guò)分析軟件進(jìn)行模擬，放大坯料尺寸，發(fā)現(xiàn)坯料尺寸太大，成形過(guò)程中外側(cè)料先接觸凹模部位受限，則出現(xiàn)走料不暢，拉裂現(xiàn)象。所以減小坯料，當(dāng)坯料太小，壓應(yīng)力偏大，因此，回彈也較大，調(diào)整坯料大小尺寸，逐步加大尺寸，直至壓應(yīng)力減小，回彈得到控制，同時(shí)保證拉應(yīng)力也在控制在一定范圍內(nèi)，即制件無(wú)缺陷產(chǎn)生，最終得出理想的結(jié)果。通過(guò)模擬，最終將坯料尺寸調(diào)到390*290。

1.3 完整工序圖設(shè)計(jì)

在沖壓方向及毛坯尺寸確定的情況下，最終的工序圖為圖4所示。

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 凸模設(shè)計(jì)

在本設(shè)計(jì)中以數(shù)模外表面為基準(zhǔn)面，即以下凹模為基準(zhǔn)，上凸模型面按下凹模放單邊間隙t（一個(gè)料厚）。凸模設(shè)計(jì)為分體式結(jié)構(gòu)，兩側(cè)固定，中間為浮動(dòng)式壓料芯，起壓卸料作用，結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖5所示。

2.2 凹模及頂出器的設(shè)計(jì)

下凹模及頂出器的結(jié)構(gòu)如圖6示，左右兩側(cè)為固定式結(jié)構(gòu)，中間為活動(dòng)托料塊，通過(guò)裝在機(jī)床上的氣墊頂桿頂出托料塊，實(shí)現(xiàn)托料，凹模設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是走料圓弧的設(shè)計(jì)，凹模型面的設(shè)計(jì)按產(chǎn)品數(shù)模加工，兩固定側(cè)與中間托料拼接面要求平齊，整個(gè)下凹模塊及托料塊配入下模座的型腔內(nèi)。

2.3 定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在本套模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮壓形過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)料的滑移，所以定位采用了封閉定位，四周設(shè)計(jì)有定位銷，結(jié)構(gòu)如圖7示。

3 模具工作過(guò)程

模具的工作過(guò)程：上模通過(guò)壓板槽與機(jī)床連接，隨著上模下行，中間壓料芯與頂出器壓料，凸模繼續(xù)下行，頂出器在氣墊作用下下行，凸、凹模相互作用開始成形。凸模下行至下死點(diǎn)，壓形成形。壓形結(jié)束后，凸模上行，頂出器在氣墊壓力作用下將制件頂出，成形結(jié)束。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，該零件完全符合圖紙要求，實(shí)踐證明，該套模具設(shè)計(jì)合理，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

【參考文獻(xiàn)】

[1]崔令江.汽車覆蓋件沖壓成形技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2]王孝培.沖壓手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.

[責(zé)任編輯：湯靜]

【摘 要】本文分析零件管梁安裝支架的成形工藝，并介紹了此工藝方案下的壓形模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及模具的工作過(guò)程。

【關(guān)鍵詞】成形工藝；模具結(jié)構(gòu)；模具工作過(guò)程

0 引言

圖1所示為我公司某車型零件上管梁安裝支架，材料厚為1.2mm。該零件底面有凹坑，兩立面有凸筋，兩側(cè)立面為由低到高的斜面，其成形可借鑒壓彎或壓形成形。

1 成形工藝分析

該件直接壓形材料會(huì)出現(xiàn)材料成形不充分，彈性回復(fù)較大等缺陷。單件直接成形，會(huì)出現(xiàn)單向側(cè)向力，需做工藝補(bǔ)充部分改為拉延成形可消除側(cè)向力，也可以采用一模兩件的類拉延壓形形式可消除。采用拉延成形，做工藝補(bǔ)充需增加材料量較大，且模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。而采用一模兩件的類拉延壓形成形，中間增加材料量小，也較易成形。因此，工藝方案定為一模兩件的壓形成形，后續(xù)進(jìn)行剖切齊頭，最后再通過(guò)修邊沖孔工序完成整個(gè)零件的成形。因此，該零件成形工藝為先壓形——剖切、齊頭——修邊沖孔。

1.1 沖壓方向的確定及工藝補(bǔ)充設(shè)計(jì)

壓形成形的難點(diǎn)在于沖壓方向的確定，也是首先要解決的問(wèn)題。如何確定沖壓方向，首先要分析零件結(jié)構(gòu)，保證凸筋部位順利出模，同時(shí)考慮后續(xù)修切方便。中間部位增加補(bǔ)充料部分，既要考慮剖切方便，又要考慮補(bǔ)充材料盡可能的小，圖2為各種補(bǔ)充形式的設(shè)計(jì)圖。根據(jù)目前的沖壓方位，分別將兩零件間距調(diào)為50mm、35mm，橋接兩零件的邊緣曲線，橋接有直線和曲線兩種之分，所以生成一組曲線形成的工藝補(bǔ)充曲面有下面4種類型（50mm寬的平底和弧底及35mm寬的平底和弧底）。基于材料利用率的基礎(chǔ)上，圖3為最終采用中間寬為35mm的曲線橋接形式的壓形工序圖，有利于材料的充分成形，避免產(chǎn)生折皺的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 毛坯料尺寸的確定

由于零件的形狀極不規(guī)則，展開料的計(jì)算也比較困難。本設(shè)計(jì)中采用了以基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)，選擇底面為放置面，然后選取放置面邊界線，利用了UG三維軟件中的鈑金特征下的鈑金成形分析，按沖壓方向，以基準(zhǔn)面作為G1面定義區(qū)域邊界，再選擇邊界將制件展開。根據(jù)此展開的料片，通過(guò)分析軟件進(jìn)行模擬，放大坯料尺寸，發(fā)現(xiàn)坯料尺寸太大，成形過(guò)程中外側(cè)料先接觸凹模部位受限，則出現(xiàn)走料不暢，拉裂現(xiàn)象。所以減小坯料，當(dāng)坯料太小，壓應(yīng)力偏大，因此，回彈也較大，調(diào)整坯料大小尺寸，逐步加大尺寸，直至壓應(yīng)力減小，回彈得到控制，同時(shí)保證拉應(yīng)力也在控制在一定范圍內(nèi)，即制件無(wú)缺陷產(chǎn)生，最終得出理想的結(jié)果。通過(guò)模擬，最終將坯料尺寸調(diào)到390*290。

1.3 完整工序圖設(shè)計(jì)

在沖壓方向及毛坯尺寸確定的情況下，最終的工序圖為圖4所示。

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 凸模設(shè)計(jì)

在本設(shè)計(jì)中以數(shù)模外表面為基準(zhǔn)面，即以下凹模為基準(zhǔn)，上凸模型面按下凹模放單邊間隙t（一個(gè)料厚）。凸模設(shè)計(jì)為分體式結(jié)構(gòu)，兩側(cè)固定，中間為浮動(dòng)式壓料芯，起壓卸料作用，結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖5所示。

2.2 凹模及頂出器的設(shè)計(jì)

下凹模及頂出器的結(jié)構(gòu)如圖6示，左右兩側(cè)為固定式結(jié)構(gòu)，中間為活動(dòng)托料塊，通過(guò)裝在機(jī)床上的氣墊頂桿頂出托料塊，實(shí)現(xiàn)托料，凹模設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是走料圓弧的設(shè)計(jì)，凹模型面的設(shè)計(jì)按產(chǎn)品數(shù)模加工，兩固定側(cè)與中間托料拼接面要求平齊，整個(gè)下凹模塊及托料塊配入下模座的型腔內(nèi)。

2.3 定位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在本套模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮壓形過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)料的滑移，所以定位采用了封閉定位，四周設(shè)計(jì)有定位銷，結(jié)構(gòu)如圖7示。

3 模具工作過(guò)程

模具的工作過(guò)程：上模通過(guò)壓板槽與機(jī)床連接，隨著上模下行，中間壓料芯與頂出器壓料，凸模繼續(xù)下行，頂出器在氣墊作用下下行，凸、凹模相互作用開始成形。凸模下行至下死點(diǎn)，壓形成形。壓形結(jié)束后，凸模上行，頂出器在氣墊壓力作用下將制件頂出，成形結(jié)束。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，該零件完全符合圖紙要求，實(shí)踐證明，該套模具設(shè)計(jì)合理，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

【參考文獻(xiàn)】

[1]崔令江.汽車覆蓋件沖壓成形技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2]王孝培.沖壓手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.

[責(zé)任編輯：湯靜]