文/尤華勝·長豐集團衡陽風順車橋有限公司

汽車副車架拉深成形模具設計

文/尤華勝·長豐集團衡陽風順車橋有限公司

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度。由于該零件形狀較復雜，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。如果不對材料進行回火處理，材料很容易開裂，這對材質性能有了改變，造成生產成本過高，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、側沖孔，根據此工作特點在成形工序前增加預成形工序，預成形不成形到位（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，也大大降低了生產成本，有效保證了零件質量。

沖裁設備選持

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，考慮模具與機床的匹配性和安全可靠性，故選擇500t油壓機比較適合。

上、下凸、凹模腔的尺寸設計

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。

模具結構及工作原理

結構

模具的上、下模結構如圖2、3所示。

圖2 上模結構

圖3 下模結構

設計原理

模具結構設計原理是：采用四角導柱模架，上下模座采用鑄鋼材料。兩邊4個方向均配有滾動導柱座、滾動導柱、滾動導套，先將滾動導柱緊配安裝在滾動導柱座中，再將滾動導套固定座緊配于下模座上，滾動導柱、滾動導套用來準確對正上、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。為便于與機床連接，在上、下模座各4個方向設計了T形槽，與機床的T形槽相一致，從而更好地與機床相固定。在上、下模座的4個角邊上設有吊鉤安裝孔，便于上、下模分別吊裝。導套、導柱材料均采用20#，淬火硬度控制在40～45HRC，其中導柱表面和導套內腔采用滲碳處理。導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床設備上，調節(jié)好油壓機設備參數。然后，將模具安裝在500t油壓機上，調整好模具的位置，保證能夠靈活轉動，開動機床。將機床與上下模具合模，打好固定壓板，檢查好各操作機構和機床的完好性，將工件的工藝定位孔對準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，模腔進行結合實現(xiàn)成形過程。由于此產品外形尺寸大，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、下模座上還設有內、外卸料板。為便于更換也做成拼塊式，凸、凹模和內、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。

料機構

上模座設有卸料橡膠，使用聚氨脂材料。下模座上設有頂桿、頂板，可利用油壓機機床下缸的頂料機構實現(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、頂板進行卸料，卸料后將工件取出，整個過程完成。由于產品外形尺寸較大，因此設計上、下模座也必須大、經過強度計算，均符合要求。

結束語

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