汽車副車架拉深成形模具設(shè)計

文/尤華勝·長豐集團(tuán)衡陽風(fēng)順車橋有限公司

汽車副車架拉深成形模具設(shè)計

文/尤華勝·長豐集團(tuán)衡陽風(fēng)順車橋有限公司

某汽車副車架零件（圖1）材料為SAPH440，厚度為2.6 mm，零件特點是材料韌性好，具有一定的抗拉和屈服強(qiáng)度。由于該零件形狀較復(fù)雜，材料尺寸精度要求較高，成形最高點的尺寸有85mm，成形后安裝孔尺寸也要求比較高。改進(jìn)前工藝是零件落料沖孔后、直接成形到位，由于材料性能較脆，高度要一次到位。如果不對材料進(jìn)行回火處理，材料很容易開裂，這對材質(zhì)性能有了改變，造成生產(chǎn)成本過高，影響了零件的外觀。

圖1 某汽車副車架

零件原沖壓工藝流程是落料沖孔→成形→切邊、沖小孔、側(cè)沖孔，根據(jù)此工作特點在成形工序前增加預(yù)成形工序，預(yù)成形不成形到位（先成形總高度的30%）。在第二道拉深成形到尺寸，開裂現(xiàn)象就徹底解除，也大大降低了生產(chǎn)成本，有效保證了零件質(zhì)量。

沖裁設(shè)備選持

通過計算，整套模具包括壓邊力和卸料力總沖裁力為375t，由于此模具外形尺寸較大，考慮模具與機(jī)床的匹配性和安全可靠性，故選擇500t油壓機(jī)比較適合。

上、下凸、凹模腔的尺寸設(shè)計

考慮到材料的韌性，此模具的上、下凸、凹模模腔采用電火花配合加工，形狀與零件相吻合，為防止成形后零件尺寸回彈，成形上、下凸、凹模型腔的尺寸在零件尺寸上縮小0.12 mm。

模具結(jié)構(gòu)及工作原理

結(jié)構(gòu)

模具的上、下模結(jié)構(gòu)如圖2、3所示。

圖2 上模結(jié)構(gòu)

圖3 下模結(jié)構(gòu)

設(shè)計原理

模具結(jié)構(gòu)設(shè)計原理是：采用四角導(dǎo)柱模架，上下模座采用鑄鋼材料。兩邊4個方向均配有滾動導(dǎo)柱座、滾動導(dǎo)柱、滾動導(dǎo)套，先將滾動導(dǎo)柱緊配安裝在滾動導(dǎo)柱座中，再將滾動導(dǎo)套固定座緊配于下模座上，滾動導(dǎo)柱、滾動導(dǎo)套用來準(zhǔn)確對正上、下模中心。此外，上下模座兩邊中間處配有上下模限位塊和鎖模塊，用來限制上下模成形尺寸的高度，不用時將鎖模塊裝上、用時取下，以便作限位。為便于與機(jī)床連接，在上、下模座各4個方向設(shè)計了T形槽，與機(jī)床的T形槽相一致，從而更好地與機(jī)床相固定。在上、下模座的4個角邊上設(shè)有吊鉤安裝孔，便于上、下模分別吊裝。導(dǎo)套、導(dǎo)柱材料均采用20#，淬火硬度控制在40～45HRC，其中導(dǎo)柱表面和導(dǎo)套內(nèi)腔采用滲碳處理。導(dǎo)套固定座及上下模限位塊材料均采用45#，淬火硬度控制在32～40HRC。

工作原理

首先檢查模具下方的頂桿孔位置和尺寸，將頂桿按照模具上頂桿孔位置安裝在機(jī)床設(shè)備上，調(diào)節(jié)好油壓機(jī)設(shè)備參數(shù)。然后，將模具安裝在500t油壓機(jī)上，調(diào)整好模具的位置，保證能夠靈活轉(zhuǎn)動，開動機(jī)床。將機(jī)床與上下模具合模，打好固定壓板，檢查好各操作機(jī)構(gòu)和機(jī)床的完好性，將工件的工藝定位孔對準(zhǔn)到下模座的定位銷中。工作時，先將鎖模塊移開，上下模座合模，上模下限位塊接觸，模腔進(jìn)行結(jié)合實現(xiàn)成形過程。由于此產(chǎn)品外形尺寸大，為便于更換凸、凹模和修模，建議將凸、凹模做成凸、凹模拼塊形式，再將凸、凹模固定在凸模墊板和凹模座中，在上、下模座上還設(shè)有內(nèi)、外卸料板。為便于更換也做成拼塊式，凸、凹模和內(nèi)、外卸料板材料均采用Cr12MoV，淬火硬度控制在60～64HRC。凸模墊板、凹模座、上墊板、下墊板材料均采用45#，淬火硬度控制在32～38HRC。

料機(jī)構(gòu)

上模座設(shè)有卸料橡膠，使用聚氨脂材料。下模座上設(shè)有頂桿、頂板，可利用油壓機(jī)機(jī)床下缸的頂料機(jī)構(gòu)實現(xiàn)頂料過程，材料均采用45#，淬火硬度控制在32～40HRC。上、下模離開后，利用上模座上的卸料橡膠和下模座上的頂桿、頂板進(jìn)行卸料，卸料后將工件取出，整個過程完成。由于產(chǎn)品外形尺寸較大，因此設(shè)計上、下模座也必須大、經(jīng)過強(qiáng)度計算，均符合要求。

結(jié)束語

該汽車副車架拉深成形件模具已通過生產(chǎn)實踐，證明工藝方案效果良好。不但確保了零件質(zhì)量，且大大降低了生產(chǎn)成本，值得在汽車領(lǐng)域推廣。