沖壓制件開口拉延壓料芯應用研究

文/時磊 ，王玉峰，萬勁· 長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心

沖壓制件開口拉延壓料芯應用研究

文/時磊 ，王玉峰，萬勁· 長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心

汽車前地板中間有很高的拱起，產品落面段差大，制件拉延時易產生疊料問題，而且制件材料利用率低，將來模具調試存在很大的困難。本文通過對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。

隨著汽車行業的飛速發展，汽車產量不斷提高，沖壓制件出現的質量缺陷和制件材料利用率低等問題嚴重影響了整車的開發成本。對于開口拉延制件，傳統的沖壓工藝材料利用率很低，產品落面段差大的制件調試困難，且制件容易出現品質問題，因此需要對開口拉延制件壓料芯進行研究，解決制件材料利用率低和制件的品質問題。

開口拉延制件結構分析

汽車地板中通道位置產品斷面落差大(圖1），拉延會產生疊料問題，導致模具調試困難，嚴重影響模具使用壽命。此結構與壓料面設計基本原理（拉延深度變化要平緩）是相違背的。

圖1 中通道產品斷面

制件工藝分析

工藝思路

改變以往通過調整壓料面形狀、增大工藝補充、增加余肉以解決拉延段差大，褶皺問題嚴重的工藝思路，嘗試新的加工方法，考慮如圖2所示模具結構。由圖2可以看出，雖然此模具結構比較簡單，但是端頭位置彎曲變形的板料，使得拉延開始就出現了褶皺，同時無形之中，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，嚴格控制材料的流動方向和速度，使其流動均勻化，以解決褶皺問題，如圖3所示。

圖2 模具結構原理圖1

如圖4所示，可以看出凹模結構中增加了壓料芯，同時凸模增加了一部分凸緣，板料在壓料面上沒有出現彎曲變形，對拉延十分有利。

確定模具結構及工作過程

模具主要組成部件：凸模、凹模、壓邊圈、壓料芯、氮氣彈簧，如圖5所示。

模具工作順序：壓邊圈頂起→凹模下行拉延→內壓件器開始接觸（壓力源氮氣彈簧）→模具閉合，成形過程完成。

■ 表1 零部件明細表

圖3 端頭進料趨勢

圖4 模具結構原理圖2

圖5 模具結構圖

圖6 壓料芯結構圖

圖7 結果分析

模具設計

根據圖5設計模具結構。

如圖6所示，壓料芯由氮氣彈簧、氮氣彈簧安裝板、氮氣彈簧墊塊、導板、鐓死墊等組成，各零部件明細見表1。

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

結束語

沖壓件開口拉延，通過增加壓料芯控制材料流動速度和方向，解決了產品在拉延時的褶皺及工藝補充量大，材料浪費的問題；同時使模具的磨損減少，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。