彭坤龙 严 松

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

0 引言

图1所示为我公司某车型零件上管梁安装支架，材料厚为1.2mm。该零件底面有凹坑，两立面有凸筋，两侧立面为由低到高的斜面，其成形可借鉴压弯或压形成形。

图1 零件图

1 成形工艺分析

该件直接压形材料会出现材料成形不充分，弹性回复较大等缺陷。单件直接成形，会出现单向侧向力，需做工艺补充部分改为拉延成形可消除侧向力，也可以采用一模两件的类拉延压形形式可消除。采用拉延成形，做工艺补充需增加材料量较大，且模具结构复杂，成本高。而采用一模两件的类拉延压形成形，中间增加材料量小，也较易成形。因此，工艺方案定为一模两件的压形成形，后续进行剖切齐头，最后再通过修边冲孔工序完成整个零件的成形。因此，该零件成形工艺为先压形——剖切、齐头——修边冲孔。

1.1 冲压方向的确定及工艺补充设计

压形成形的难点在于冲压方向的确定，也是首先要解决的问题。如何确定冲压方向，首先要分析零件结构，保证凸筋部位顺利出模，同时考虑后续修切方便。中间部位增加补充料部分，既要考虑剖切方便，又要考虑补充材料尽可能的小，图2为各种补充形式的设计图。根据目前的冲压方位，分别将两零件间距调为50mm、35mm，桥接两零件的边缘曲线，桥接有直线和曲线两种之分，所以生成一组曲线形成的工艺补充曲面有下面4种类型 (50mm宽的平底和弧底及35mm宽的平底和弧底）。基于材料利用率的基础上，图3为最终采用中间宽为35mm的曲线桥接形式的压形工序图，有利于材料的充分成形，避免产生折皱的风险。

图2 各种补充设计图

1.2 毛坯料尺寸的确定

由于零件的形状极不规则，展开料的计算也比较困难。本设计中采用了以基准面为基准，选择底面为放置面，然后选取放置面边界线，利用了UG三维软件中的钣金特征下的钣金成形分析，按冲压方向，以基准面作为G1面定义区域边界，再选择边界将制件展开。根据此展开的料片，通过分析软件进行模拟，放大坯料尺寸，发现坯料尺寸太大，成形过程中外侧料先接触凹模部位受限，则出现走料不畅，拉裂现象。所以减小坯料，当坯料太小，压应力偏大，因此，回弹也较大，调整坯料大小尺寸，逐步加大尺寸，直至压应力减小，回弹得到控制，同时保证拉应力也在控制在一定范围内，即制件无缺陷产生，最终得出理想的结果。通过模拟，最终将坯料尺寸调到390*290。

1.3 完整工序图设计

在冲压方向及毛坯尺寸确定的情况下，最终的工序图为图4所示。

图4 工序图

2 模具结构设计

2.1 凸模设计

在本设计中以数模外表面为基准面，即以下凹模为基准，上凸模型面按下凹模放单边间隙t（一个料厚）。凸模设计为分体式结构，两侧固定，中间为浮动式压料芯，起压卸料作用，结构图见图5所示。

图5 上凸模结构图

图6 最终的下凹模及顶出器

2.2 凹模及顶出器的设计

下凹模及顶出器的结构如图6示，左右两侧为固定式结构，中间为活动托料块，通过装在机床上的气垫顶杆顶出托料块，实现托料，凹模设计的要点是走料圆弧的设计，凹模型面的设计按产品数模加工，两固定侧与中间托料拼接面要求平齐，整个下凹模块及托料块配入下模座的型腔内。

2.3 定位结构设计

在本套模具的设计过程中，考虑压形过程中会出现料的滑移，所以定位采用了封闭定位，四周设计有定位销，结构如图7示。

图7 周圈定位结构图

3 模具工作过程

模具的工作过程：上模通过压板槽与机床连接，随着上模下行，中间压料芯与顶出器压料，凸模继续下行，顶出器在气垫作用下下行，凸、凹模相互作用开始成形。凸模下行至下死点，压形成形。压形结束后，凸模上行，顶出器在气垫压力作用下将制件顶出，成形结束。

4 结束语

经过验证，该零件完全符合图纸要求，实践证明，该套模具设计合理，质量稳定可靠。

［1］崔令江.汽车覆盖件冲压成形技术[M].机械工业出版社,2004.

［2］王孝培.冲压手册[M].机械工业出版社.