文／黃海赟·湖南衡陽(yáng)技師學(xué)院汽車工程系

某汽車固定板支架工藝方案及模具設(shè)計(jì)

文／黃海赟·湖南衡陽(yáng)技師學(xué)院汽車工程系

汽車固定板支架是汽車前懸下橫臂總成中的一個(gè)重要部件，工件材質(zhì)為SAPH370，板厚t=3mm，具有一定的抗拉強(qiáng)度，工件表面要求不允許有皺紋，波紋、劃傷、開裂等缺陷。某固定板支架零件圖，如圖1所示。

圖1 固定板支架零件圖

從零件形狀看，該工件為一形狀較復(fù)雜的成形件，成形時(shí)圓弧與邊過(guò)渡處不能出現(xiàn)皺紋、波紋、劃傷、開裂等缺陷。工件彎曲半徑為2mm，該工件可以直接成形，不需要整形工序。該工件落料模按照常規(guī)設(shè)計(jì)，這里只介紹彎曲成形模結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)。

固定板支架彎曲成形模腔的設(shè)計(jì)

固定板支架彎曲成形模的設(shè)計(jì)，主要是指成形上模、成形下模、定位塊的設(shè)計(jì)。

⑴成形上模的設(shè)計(jì)。

成形上模是固定板支架彎曲成形模的重要組成部件，設(shè)計(jì)的成形上模如圖2所示。為保證成形上模有較高的使用壽命，成形上模選用Cr12MoV材料制造，熱處理硬度58～62HRC。

圖2 成形上模

⑵成形下模的設(shè)計(jì)。

成形下模也是固定板支架彎曲成形模的的重要組成部件，設(shè)計(jì)的成形下模如圖3所示。為保證成形下模有較高的使用壽命，成形下模選用Cr12MoV材料制造，熱處理硬度58～62HRC。

圖3 成形下模

⑶定位塊的設(shè)計(jì)。

為保證固定板支架彎曲成形后尺寸一致，下模座設(shè)有定位塊，其定位尺寸與零件落料時(shí)的尺寸吻合。定位塊選用T10A材料制作，熱處理硬度28～32HRC.

模具結(jié)構(gòu)

通過(guò)計(jì)算：整套模具總壓邊力為28t，考慮模具的外形尺寸與機(jī)床的匹配和安全可靠性，故選擇40t油壓機(jī)比較適合。

為方便出料，在模具下方設(shè)有卸料裝置，零件在成形完畢后，利用彈簧壓縮，推動(dòng)下模中的頂料銷將零件頂出。設(shè)計(jì)的彎曲成形模如圖4所示。工作過(guò)程如下：將模具放入到油壓機(jī)上，調(diào)整好模具與油壓機(jī)的位置和上、下模座的配合間隙，用T形螺栓將上、下模座固定安裝好，啟動(dòng)機(jī)器，將上、下模座打開，把工件放到定位塊中，壓機(jī)工作后，進(jìn)行彎曲成形工序，當(dāng)工件壓到位后，機(jī)床回位，下方通過(guò)彈簧頂料，取出工件，完成工作。

圖4 模具結(jié)構(gòu)圖

問題及解決措施

固定板支架圓弧處發(fā)生波紋或皺紋，主要是由于成形下模圓角半徑過(guò)小，定位塊尺寸不合適，導(dǎo)致金屬材料成形時(shí)流入困難，解決措施：⑴增大成形下模的圓角半徑，經(jīng)多次修磨，成形下模兩處的圓角半徑為R5和R9較合適；⑵調(diào)整定位塊尺寸為合適即可。

固定板支架表面發(fā)生劃傷、開裂缺陷，一般有幾個(gè)原因：第一是金屬材料在模具運(yùn)行中，由于金屬材料變形劇烈，成形上模與成形下模發(fā)生高溫粘接現(xiàn)象所致；第二是操作者未按正確的定位送料方向進(jìn)行操作；第三是模具刃口損壞，精度不夠；第四是原材料質(zhì)量低劣；第五是模具安裝調(diào)整，使用不當(dāng)。預(yù)防措施主要包括：⑴對(duì)成形下模工作部分表面進(jìn)行拋光，鍍釩處理；⑵在彎曲成形前向成形下模處墊一層塑料薄膜；⑶隨時(shí)檢查模具刃口的完好性和耐磨性；⑷材料來(lái)料時(shí)抽樣檢查成分，⑸模具安裝時(shí)應(yīng)按照機(jī)床的操作規(guī)程進(jìn)行操作。通過(guò)以上措施，解決了固定板支架發(fā)生波紋、皺紋、劃傷、開裂等缺陷。

結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)某汽車固定板支架零件分析后，進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)、制造及裝配調(diào)試，并對(duì)出現(xiàn)的問題提出了改進(jìn)和預(yù)防措施。采用沖壓生產(chǎn)的固定板支架零件的尺寸及形位公差均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，降低了生產(chǎn)成本。