某型汽车零件冲压后工序的步骤设计

2018-06-05钟岚

科技创新导报 2017年34期

钟岚

摘要：随着人们对汽车的各个方面性能要求的提高，汽车生产商为了满足客户的需求，需要快速地开发出高性能的新车型以应对市场的变化。本文针对某型汽车零件冲压后工序的步骤进行了研究和设计，从而改善其成形质量，提高了生产效益和效率。

关键词：后工序冲孔修边整形

中图分类号：U466 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）12（a）-0086-03

在传统的冲压模具开发过程中，工作人员都是凭借多年的工作经验在金属塑性成形理论的基础上将冲压件构想为简化的力学模型并通过对金属内部应力应变状态的分析来建立平衡方程，进而来设计模具。但在实际生产的时候，受到试验条件、实际环境以及理论分析偏差等诸多因素的影响，工作人员很难对实际生产中出现的问题做出准确有效的判断。因此当模具实际被开发出来后，如果实际结果与预期存在偏差，只能在模具的设计和制造环节不断地调整工艺参数和成形方式或者靠经验不断地试模和修模，以这种方式开发模具既耗时又费力，还增加了生产成本，显然传统的模具开发技术已不再适用于现代的高效益、高效率的模具工业中。

随着有限元理论与计算机技术的发展，计算机数值模拟技术得到了广泛应用。国外有限元技术的发展要比国内更早、更系统、更完善，在国外早已开发出了一些用于板料成形数值模拟的专用软件。汽车覆盖件与结构件冲压仿真技术已从实验阶段走向工业阶段。在美国、欧洲和日本的各大汽车公司，都把冲压成形仿真作为新车型冲压件开发中的一个必要的分析工具。

沖压成形仿真的第一序为拉延成形。在拉延之后，要得到完整的零件，还需要经过冲孔、修边、整形等后工序，后工序的排布顺序也影响着产品的成形质量，因此对后工序的排布顺序进行分析是非常有必要的；然而零件的结构形状及性能要求往往也影响着冲孔、修边、整形等工序的排布。总的来说，后工序的排布顺序与零件的结构形状及性能是相互影响、相互制约的。

1 后工序排布的具体设计

拉延后3D数模如图1所示。

零件材料为B250P1，属于高强度冷轧钢，在成形后回弹会较大。同时零件法兰面处的成形角度较大，在拉延成形后会存在回弹现象，故法兰面需要设计整形工序。拉延后数模最大长度约为770mm，最大宽度约为285mm；修边时，一般所修边废料尺寸应小于600mm，所以在长度需要采用多次修边或者设计废料切刀，宽度方向仅需一副修边刀块；为了减少后工序数，将冲孔与修边安排在同一工序，由于数模结构尺寸决定不宜采用一次修边，故将修边冲孔工序安排为两序；由于A、B两侧的成形角度与高度尺寸都较大，同时F与G两处存在凸起部分，在A、B两侧与F、G两处修完边后，会因为材料内部应力的释放从而引起法兰面处较大的回弹，故整形工序应安排在A、B两侧与F、G两处修边之后，同时这样也能使整形的效果提高，另外图1中E处所标示的孔的边界距圆角边界仅1.7466mm，为了防止该孔在整形后变形，故该孔应在整形前冲出。为了修C、D两侧的边，需要采用多副修边刀快，在设计时为了减少废料刀的使用，因此可在C侧、D侧的中间部分设计修边刀块，先将这两部分切除，最后再将C侧、D侧剩余的废料切除。

综上所述：

（1）将第二序设计为修A侧，B侧，C、D侧中间的废料加上冲定位孔。

（2）将第三序设计为整形法兰面。

（3）将第四序设计为修C侧与D侧余下的废料与冲余下的孔。

2 第二序修边冲孔工艺设计

2.1 修边、冲孔位置的确定

第二序修边冲孔如图2所示。

（1）D所标示处为定位孔用于后工序的精定位，选用此处两孔为定位孔，主要是由于此处两孔位于零件较中间位置且对称，采用此处两孔定位，零件不易变形，且定位效果较好。

（2）A、C两处修边安排在第二序是由于该两处的成形角度及高度较大，修边后会因材料内部应力的释放造成法兰面较大的回弹，同时F、G两处存在凸起结构，在拉延成形后存在比较大的内部应力，因此A、C、F、G四处修边应先于整形工序。为了防止废料卡住不能顺利滑出，因此在图2所标识处设计废料切刀。

（3）B、E两处修边是由于拉延数模在长度方向的最大长度约为：770mm，不满足单次所修边废料尺寸小于600mm的要求，所以应采取多处修边或者采用废料切刀的方式，由于一般设计应尽量减少废料切刀的使用，故在B、E两处设计修边以满足修边废料尺寸满足小于600mm的要求。

（4）由于定位孔需要用于后工序的精定位，因此基准孔需要在第二序冲出；又第三序为整形，为了保证其余孔不因整形而变形，故将其余孔设计在第四序冲出。

2.2 修边线的设计