一種雙活動芯的拉伸模結構

蔡錫斌，周 林

（柳州五菱汽車工業有限公司，廣西柳州 545007）

1 制件及拉伸工藝簡介

某車型前圍板左右下拉伸件，材料B280VK，料厚t=1.4mm，形狀特征如圖1所示。工藝上，采用左右件合模沖壓，工序內容：OP10拉伸→OP20切邊→OP30翻邊整形沖孔分離。沖壓工藝和模具結構的設計直接關系到沖壓件的生產成本，而拉伸模面工程及模具結構的改善是提升材料利用率的核心。制件的工藝設計和模具工作要求如圖2所示。

1 前圍板左右下拉伸件圖

圖2 拉伸模的工藝設想和要求

拉伸模面工程及料邊線流動CAE分析結果如圖3所示，一邊鎖住不動，三邊進料；同時坯料采用等腰梯形，不僅大大提升了材料利用率，而且優化了拉伸進料方式，改善了拉伸件品質。

圖3 拉伸模面工程及材料流入CAE分析結果

2 拉伸模結構

2.1 技術難點及解決方案

經理論驗證（CAE分析），拉伸方案可行，需考慮如何去實現單邊鎖料，三邊進料的拉伸模結構，結合圖3和圖4所示，可以發現，要想消除側壁的工藝補充（廢料），在一副拉伸模內將會出現兩種拉伸深度，如何在一副拉伸模內實現兩種拉伸深度，并且這兩種拉伸深度具有相互關聯性。

圖4 拉伸模結構設計需實現兩種拉伸深度

為解決上述問題，設計了上下模使用雙輔助活動芯的拉伸模結構。然而，在結構設計過程中，又發現了新的難題——機床滑塊抬起時輔助活動芯會把拉伸件壓變形。所以，在最終模具結構設計上，又增加了支撐塊氣缸結構，以避免制件變形。

2.2 雙活動芯結構

上下模雙輔助活動芯結構，以彈氣缸作為壓力源，如圖5所示。下活動芯1裝配在下模座2上，與下模凸模3一起組成拉伸凸模，只是這部分設計在廢料區上，所以，某種意義上來說下活動芯1也是壓邊圈的作用；模具初始，下活動芯1在彈氣缸的作用下處于頂起狀態，模具主體壓邊圈4在壓機氣墊作用下頂起。上活動芯5裝配在上模座6內，與上模鑲塊共同組成凹模。

模具工作時，板料置于頂起的下活動芯1及壓邊圈4上；上模下行，上活動芯5首先與下活動芯1雙作用壓緊板料一邊鎖住板料不動；上模繼續下行，上模壓料面與壓邊圈壓緊板料往下運動，下活動芯1運動42mm后與到底塊接觸保證固定不動，上活動芯5也保持不動，但其內部的氮氣彈簧還可以繼續壓縮，所以不會與上模座發生干涉；上模壓料面推動壓邊圈4繼續下行，直至完成拉伸動作。整個過程中板料被上活動芯5和下活動芯1壓住的一邊不流動，其余三邊材料向模具中心方向流入，上下雙活動芯的設計，既強力鎖住板料單邊不流動，也保證了板料初始壓緊狀態不翹曲不變形，工藝設想得到了實現。

圖5 拉伸模工作示意圖

2.3 支撐塊氣缸結構

如圖6所示，模具工作完成回程時，壓邊圈4向上頂起，上模活動芯5受彈氣缸作用向下壓制制件，為此在壓邊圈4上對應上活動芯5位置設計支撐塊7，由運動氣缸機構8驅動，氣缸機構8與壓機連接，由機床滑塊的抬起時間控制其進氣和出氣狀態。

壓機滑塊回程時，氣缸8進氣，驅動支撐塊7進入，實現壓邊圈4和上活動芯5同步運動。

上模回程完成及模具拉伸工作時，氣缸8出氣支撐塊7處于退出狀態；為保證退出狀態的可靠，上模設計強制拉回鉤9，在上模下行及回程時強制作用于氣缸機構8。

圖6 支撐塊氣缸結構圖

2.4 下模結構

下模平面布置如圖7所示，由下模座、下模凸模、下活動芯及壓邊圈、支撐塊氣缸機構組成。

下模凸模及下活動芯共同組成拉伸凸模，下活動芯設計在廢料區，起局部壓料作用；下模凸模材料為MoCr鑄鐵，下活動芯鑲塊材料選用風冷鋼7CrSiMnMoV。壓邊圈壓料面三邊布置，鑲塊材料設計Cr12MoV，淬火，并做表面TD處理。

2.5 上模結構

上模平面布置如圖8所示，由模座、鑲塊、上活動芯及強制拉回鉤組成。

圖7 下模平面結構圖

圖8 上模平面結構圖

上模鑲塊及上活動芯共同形成拉伸凹模；上模壓料面鑲塊材料為Cr12MoV，淬火并做TD處理；型面鑲塊材料選用風冷鋼7CrSiMnMoV；上活動芯設計在廢料區，起局部壓料作用，鑲塊材料選用風冷鋼7CrSiMnMoV。

3 結束語

本拉伸模采用雙活動芯壓料三邊進料方式，設計回程同步機構，結構新穎，穩定可靠，可為同行業類似工藝及結構提供借鑒。