汽車前縱梁沖壓工藝及模具結構優化

呂 強，張玲玲，李陽平，朱五省

（陜西黃河工模具有限公司，陜西西安710043）

1 汽車前縱梁工藝方案分析

某車廠汽車前縱梁采用的材料為QSTE460TM，料厚2.3mm（見圖1），抗拉強度高達460N/mm2，是前縱梁中常見的一種類型。采用的原始工藝方案為：落料沖孔（OP10）→成形（OP20）→側整形上翻邊（OP30）→斜楔翻邊斜楔沖孔（OP40）→斜楔翻邊斜楔沖孔（OP50）（見圖1）。此類制件的主要問題是兩側壁在成形后容易回彈、扭曲，孔位偏差嚴重。在用Autoform軟件進行制件成形分析后，結合軟件的分析結果和實際經驗，在制件型面中增加了回彈補償量，并針對舊模具存在的模具老化嚴重、毛刺過大、孔位不準確、報廢率較高、回彈大等問題，對其原始工藝方案進行了調整，重新制造了后兩工序模具。優化后的新工藝方案如下：落料沖孔（同原工藝）→成形（同原工藝）→側整形上翻邊（同原工藝）→斜楔翻邊斜楔沖孔→斜楔沖孔（見圖2）。

圖1 原始工藝方案

圖2 新工藝方案

通過圖1、圖2對比，可以看出新工藝方案的調整內容為：

（1）將A面上原來由OP40側沖的孔調整了6處到OP50上側沖。

（2）將B面上中間部分原來由OP40側沖的孔調整了5處到OP50上側沖。

（3）將制件端頭的法蘭，由原來的OP40和OP50各翻一側法蘭，改為OP40同時翻兩側法蘭邊。

（4）將兩處法蘭上的4處側孔由OP40側沖孔改為OP50側沖孔。

2 模具設計

（1）對所有側孔進行重新布置，使得兩側孔位基本勻布，把原來的聚氨酯側壓料改為剛性壓料，用彈簧作為壓力源，并在側壓料芯上增加導柱導向；在制件頂部把正壓料芯加大，中間增加氮氣彈簧壓料，這樣使得制件頂部和側壁都被壓得很緊，制件不容易竄動，又有導柱導向，沖出的孔位就更加準確。

（2）對于凸模晃動的問題，把凸模兩端用和凸模等高的加強筋包圍起來，并在一圈的加強筋周圍再做三角筋支撐，這樣凸模就被卡在中間，有效的防止沖孔時所產生的側向力導致的凸模晃動。

（3）針對側面耳朵上4處孔孔位偏差嚴重的問題，采取先翻邊后沖孔的方案，這樣翻邊后孔位跑偏的問題就可以有效解決。但由于制件兩側壁之間的間距只有100.1mm（見圖2），而且側面孔距離需要翻邊的法蘭很近（見圖2），側面孔也需要側沖孔，自制斜楔區域都很有限，更別提標準斜楔。要同時向兩側翻邊，必須自制斜楔機構才能完成。于是采用一種自制斜楔機構，如圖3所示，并將斜楔設計在需要翻邊的法蘭之外，這樣兩個翻邊法蘭中間間距100.1mm，剛好設計兩個側翻鑲塊，完美地解決了區域狹窄、無法放置斜楔、同時側翻的問題。側面兩法蘭邊同時翻邊，翻邊后再在最后一序側沖孔，法蘭上的孔位偏差問題便得到了解決，并且將所有標準斜楔和自制斜楔都采用氮氣彈簧回程，增加了回程力量，有效解決了料厚過厚、側孔多、毛刺大帶來的斜楔難以回程的問題。

圖3 模具結構

（4）以前的模具由于孔位布置不合理，凸模中間全是漏料孔，導致頂料氣缸沒有位置安裝，而該制件是帶有一定角度的U型件，沒有頂料裝置將它與凸模分離，人手很難將制件取下。此次調整了側沖孔孔位后，在凸模中間增加了大行程氣缸，取料時制件被頂起一定高度后，制件松動，然后再手工取料，制件便很容易被取下來。

3 結束語

經過實際生產，鉗工對模具的調試，采用新工藝方案設計的模具在很大程度上解決了原來模具存在的問題。制件回彈、側孔孔位及制件三間隙除局部輕微有些偏差外，其余均符合設計要求，得到了客戶的認可。