后機罩成形工藝與二次拉深模設計

李 用，符 坤，徐 梁，丁 家

（四川成飛集成科技股份有限公司，四川 成都 610091）

0 引言

后機罩如圖1所示，材料為DC06，料厚1.0 mm，零件的外形尺寸大，尤其是法蘭高度差特別大，三面側壁均有凹槽，零件四周搭接邊不允許有毛刺，裝配面匹配精度高，外觀面不能有拉傷，生產方式為手動。如果采用單工序模生產，需要落料、拉深、修邊沖孔、側修邊沖孔、側翻邊整形、側成形6副模具和6臺設備，為了降低模具開發成本，提高材料利用率，采用1模2件5工序進行生產，降低模具結構制造難度，提高生產效率。

圖1 后機罩

1 沖壓工藝分析

為了保證零件成形尺寸精度與表面質量，面對零件深度深、法蘭高度落差大、成形困難的特點，考慮側面凹槽部分拉深后再整形，凹槽特征輪線不光順的因素采用1模2件對稱拉深工藝，將相同零件旋轉180°拼結成形，對于拉深深度深的零件，能更好地控制板料流動，穩定成形，且模具對稱受力可相互抵消。經過分析，一次拉深不能完全實現零件的成形，第一次拉深到B-B剖面中第1個臺階，剩余高度通過修邊釋放部分應力后再次拉深達到零件深度，這樣拉深與成形均可控制，由于2次成形方向不變，可保證側面凹槽成形品質，有效控制零件表面質量，通過成形軟件分析，該工藝方案設計思路可行，確定其加工工藝為第一次拉深、修邊沖孔、第二次拉深、修邊、翻邊側翻邊，具體沖壓工藝方案如圖2所示。

圖2 沖壓工藝方案

成形過程中，第二次拉深成形不僅要實現零件成形深度，還要保證零件成形后側面凹槽特征輪線一致性與成形表面質量，所以第二次拉深模的設計至關重要，以下介紹第二次拉深模的結構及其運動關系。

2 第二次拉深模結構

根據沖壓工藝要求，既要控制成形零件質量又要控制模具制造成本，第二次拉深模結構設計如圖3所示，下模由凸模12、壓邊圈10、下模座8組成，上模由壓料器3、成形鑲件2和整形鑲件5、上模座1組成。壓邊圈10由氣墊頂桿17提供壓力源，壓料器3由氮氣彈簧4提供壓力源，模具采用導板6、7導向。由于第二次拉深時零件法蘭邊在壓邊圈10上，壓邊圈10需要壓實墊塊11，為了方便調整成形過程中板料流動量需要在壓邊圈10上設計平衡塊9。由于設備的限制，氣墊頂桿不具備鎖死功能，應防止氣墊頂桿17在模具閉合鎖死情況下開模，造成成形零件損壞風險。在壓邊圈10與壓料器3之間設計了一個由氣缸14控制移動的支撐滑塊18，支撐滑塊18保證開模時壓料器3延時松開，保證零件成形時不會被損壞。

圖3 第二次拉深模結構

3 第二次拉深模的工作過程

壓邊圈10在氣墊頂桿17的作用下運動一個工作行程S（見圖3（a）），將工序件放在凸模12上型面定位，當滑塊及上模一起下行時，壓料器3接觸板料前，位置接觸傳感器給機床供氣裝置提供電信號，供氣裝置開始供氣，裝在壓邊圈10上的4個支撐滑塊18在氣缸14的拉力作用下后退，此時支撐滑塊18縮回到壓料器3外側，滑塊繼續下行。當壓料器3與工序件開始接觸時，上模氮氣彈簧4開始壓縮，在平衡塊9和成形鑲件2與壓邊圈10接觸后，壓住工序件一起下行，下行到壓料器3行程的一半后，位置接觸傳感器傳給機床系統一個反向供氣的信號，在氣缸14推力作用下推動支撐滑塊18前進。在滑塊下行過程中，壓料器3與壓邊圈10之間的距離h1逐漸由小變大，在下止點前兩者之間的距離h1均小于支撐滑塊18的高度h，所以支撐滑塊18受到壓料器3凸臺阻擋，行程受到限制，此時氣缸14在機床供氣作用下一直充氣保壓，隨時等待高度空間需要而前移。當上模座1隨著滑塊下行達到下止點完成第二次拉深時，壓料器3與壓邊圈10之間的距離達到最大（h+0.1）mm，此時在氣缸14推力作用下將支撐滑塊18推到支撐點，如圖3所示。當滑塊開始上行時，由于機床不能在下止點將氣墊頂桿17鎖死，氣墊頂桿17隨著慣性將壓邊圈10頂起（此時壓料器3仍然壓住零件）。如果沒有支撐滑塊18支撐壓料器3，零件此時會隨著滑塊上行而損壞，由于設計了氣缸14推動的支撐滑塊18，在氣墊頂桿17作用下將壓料器3與壓邊圈10整體舉起，克服壓料器3的重力與壓料力，將壓邊圈10、零件、壓料器3一起托起，直到壓邊圈10行程完成，壓邊圈10、零件才停止向上運動。隨著滑塊不斷上行，壓料器3開始向下運動，待行程完成后停止，而后與上模座1一起向上運動，直到機床滑塊和上模座1運動到機床初始位置，此時狀態如圖3（b）所示，如此完成一個沖程，實現一次沖壓。

4 結束語

第二次拉深模的設計采用了延時機構，其設計合理，動作準確可靠，在不用延時氮氣彈簧的情況下也能起到延時作用，滿足生產需要，保證了零件成形質量，可以降低模具開發和后期維護的成本。