汽車沖壓件要通過落料、拉延、成形、修邊沖孔、翻邊整形等多道工序的沖壓工藝才能完成。拉延工序是汽車沖壓件產品成形的第一道工序,通過拉延模具在壓機上將平板料沖壓成具有產品基本形狀的制件,在合理的沖壓工藝的基礎上,拉延模結構設計及調試研配是汽車沖壓件實現成形要求的重中之重。拉延模一般采用單動拉延、雙動拉延、三動拉延和切角拉延等模具結構形式。本文以行李廂外板為例,闡述三動拉延模結構特點及調試過程。
三動拉延模的結構特點
產品內外均有壓料區域、壓料力大、拉延穩定、成形效果好,適用于拉延形狀復雜、產品有較深的凸、凹型面、拉延深度比較深的覆蓋件。按其實現的功能主要分兩種結構形式,一種是靠設備實現的三動拉延(圖1),即在雙動的基礎上,利用設備的拉伸墊在下模也使用壓料圈的結構形式。另一種是靠模具結構實現的三動拉延,主要通過模具結構本身的功能設計實現三動拉延效果,跟壓床實現的結構完全不同。
靠模具結構實現的三動拉延分兩種形式,一種是在雙動壓床上,沒有下氣墊,在上凹模中設計壓料板,用氮氣缸控制壓料行程。另一種是上模帶有外壓料,上模壓料圈不是在外滑塊上,而是靠氮氣缸先壓料,靠模具結構實現三動拉延。第三種是下內壓料圈使用可控氮氣缸,此結構是在單動拉延基礎上,下模窗口處增加內壓料圈,內壓料圈使用可控氮氣缸;在上模凹模里增加活動壓料圈,使用氮氣缸施加壓力,用于提前凸模壓住板料,利于拉延成形,靠模具結構實現三動拉延。這種結構是上下都有活動結構形式,一般用于后行李廂外板等汽車沖壓件模具。結構設計主要原則
⑴導向。基本部件包括:凸模、下模內、外壓料圈、下底板、凹模、上模內壓料圈、上底板。三動拉延模常用的結構導向形式是壓料圈與凸模之間采用內導向,上下模具之間采用上底板與壓料圈導向。⑵分體結構。高檔車型或生產批量大的拉延模的凸模、凹模、壓料圈材料常常選GGG70L,這種材料相對費用較高。為了節省材料費用,結構上通常采用分體結構,凸模與下底板分開,凹模與上底板分開,采用螺釘固定、明鍵或暗鍵為主要的定位方式,將拉延凸模安裝在下底板上,拉延凹模安裝在上底板上。一般情況下,為了便于車間裝配,在客戶允許的情況下,凸模與下底板的定位盡量采用暗鍵形式。⑶平衡塊設置。由于三動拉延模的活動部件較多,在下模外壓料圈板料外均設置鋸齒形平衡塊(圖2),來增強活動部件工作時的穩定性,改善模具工作時由于側向力而引起的受力不均衡的問題。⑷干涉檢查。現在主機廠為了加快生產節拍,實現連續高效無間歇,絕大多數采用自動化送料方式,即在自動沖壓生產線采用機械手送料。所以模具的干涉檢查是對自動沖壓線進行動態仿真模擬,是制件通過性分析的一個重要階段,能模擬出設備在生產中的運行狀況,結構設計員在設計過程中及時發現模具的碰撞干涉問題并予以解決。
快速換模的設計要素
快速換模是模具快速裝換調整的一種方法,是現代工業自動化生產中必不可少的過程,也是實現柔性化生產的必要手段。在模具設計時,充分考慮快速換模的設計要素,為快速換模做好準備。⑴考慮快速安裝定位結構,可以顯著地縮短和設定模具安裝時間(圖3)。⑵迭代車型的不同處采用鑲塊替換,便于快速拆裝及更換,且處于最小浪費的狀態(圖4)。