摘要：對(duì)同類橫梁成形工藝進(jìn)行了分析，在工藝設(shè)計(jì)中找出共同點(diǎn)和不干涉處，并設(shè)計(jì)出適合同類橫梁沖孔加工的組合模具。詳細(xì)介紹了工藝設(shè)計(jì)思路和組合模的結(jié)鉤。
關(guān)鎮(zhèn)詞：汽車橫梁；工藝設(shè)計(jì)；組合模其

1 引言

時(shí)代的發(fā)展，個(gè)性化越來(lái)越淋漓盡致地體現(xiàn)在汽車開發(fā)上，汽車生產(chǎn)的多品種、小批量是必然趨勢(shì)。而汽車零件的生產(chǎn)離不開模具，模具設(shè)計(jì)的合理性直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、制造成本及新產(chǎn)品投產(chǎn)周期。為了縮短模具的制造時(shí)間，減少模具投入費(fèi)用，對(duì)汽車橫梁沖孔工藝及模具設(shè)計(jì)進(jìn)行了新的嘗試，把原來(lái)專用模設(shè)計(jì)成多用組合模。大大減少了模具投入，既縮短了新產(chǎn)品投產(chǎn)時(shí)間，又降低了產(chǎn)品成本。

2 汽車橫梁工藝分析

2.1 工藝特點(diǎn)

經(jīng)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)系列化和歸類，最后將27種橫梁歸類為7種。見(jiàn)圖1所示。

圖1 汽車橫梁

從圖1可見(jiàn)，7種梁有2種外形相同，7種梁的孔位有部分相同、通過(guò)計(jì)算機(jī)繪圖、優(yōu)化和歸類，最后確定2種孔位，見(jiàn)圖2所示。大大減少?zèng)_孔模的投入數(shù)量。

圖2 橫梁的孔位

2.2 工藝設(shè)計(jì)

根據(jù)產(chǎn)品的使用要求及產(chǎn)品本身強(qiáng)度要求，汽車橫梁的成形工藝確定為：落料、沖孔->彎曲。按圖2孔位設(shè)計(jì)2副沖孔模，按圖1橫梁外形設(shè)計(jì)1副組合成形模，這3副模具包含所有7種橫梁的加工。在沖孔模設(shè)計(jì)中，對(duì)圖2中涂黑孔處的凸模做成快換凸模，因?yàn)闄M梁成形時(shí)、這些孔正好在彎曲部位。影響產(chǎn)品外形，也對(duì)模具損傷厲害。同時(shí)在模具閉合高度上設(shè)計(jì)成2種高度，這樣，7種橫梁歸類為4種，見(jiàn)圖3所示，既不影響產(chǎn)品要求，又減少產(chǎn)品品種，便于產(chǎn)品組織生產(chǎn)。

圖3 歸類后的4種橫梁

3 模具設(shè)計(jì)

3.1 沖孔模設(shè)計(jì)

3.1.1 閉合高度調(diào)整

板料用定位板定位，隨著上模下行，進(jìn)行沖孔和切邊。為了有效控制模具閉合高度，在模具結(jié)構(gòu)中采用閉合高度調(diào)節(jié)器2(詳見(jiàn)圖4)。用調(diào)節(jié)器的長(zhǎng)端時(shí)，閉合高度調(diào)至815mm，沖1種橫梁。用調(diào)節(jié)器的短端時(shí)。閉合高度調(diào)至805mm，沖另1種橫梁。閉合高度差為l0mm。

圖a 沖孔模結(jié)構(gòu)
1.支承柱2.調(diào)節(jié)器

3.1.2 支承柱

模具要切外邊和沖52個(gè)孔，最大孔徑l00mm，為了保證推料力大小及分布合理，在上模座相應(yīng)處鉆孔放置32個(gè)聚氨酯橡膠。由于有6300kN的沖裁力，100mm凸模又正好在上模座下面，因此須用3個(gè)支承柱分別布置在100mm孔上方中心處，既便于加工、制造，又保證模具強(qiáng)度。

3.1.3 快換凸模

開始設(shè)計(jì)時(shí)，未采用快換凸模結(jié)構(gòu)，試模時(shí)發(fā)現(xiàn)，壓彎梁時(shí)，在彎曲線附近的孔嚴(yán)重變形，模具刮傷厲害，由此改換成快換凸模.快換凸模結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5所示。

圖5 快換凸模結(jié)構(gòu)

壓直梁時(shí) ，產(chǎn)品需要這些孔，將凸模裝上。壓彎梁時(shí)，產(chǎn)品不需要這些孔，則將凸模卸下。從圖5可見(jiàn)，凸模固定座與固定板部分裝配尺寸與原凸模一致，使固定板不偏重制。快換凸模與凸模固定座用螺紋緊固連接。35mm孔凸模上采用了內(nèi)螺紋連接，便于快換。13mm孔凸模只能用外螺紋進(jìn)行快換，同時(shí)卸料板上相應(yīng)孔要加大，使快換工具可以放入。因?yàn)闄M梁板料較序，即便卸料孔大，也不會(huì)影響制件成形質(zhì)量。

3.2 成形模設(shè)計(jì)

成形棋采用了組合結(jié)構(gòu)，如圖6所示，不僅對(duì)7種橫梁的2種外形進(jìn)行組合，還可在一定范圍內(nèi)對(duì)其它形狀進(jìn)行組合。

圖6 橫粱成形模

3.2.1 凸模設(shè)計(jì)

從圖6可見(jiàn)，凸模由凸模座和凸模鑲塊2部分組成，換模時(shí)整體更換，可以避免凸模鑲塊變形。

3.22 凹模設(shè)計(jì)

如果僅開檔不同，可以通過(guò)調(diào)整插片尺寸，采用不同厚度的插片獲取不同的成形尺寸。插片結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖7，插片上螺栓位置設(shè)計(jì)成長(zhǎng)槽，很容易插換。插片材料采用45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。

圖7 插片結(jié)構(gòu)

4 結(jié)束語(yǔ)

以上沖孔和成形組合模已投產(chǎn)2年，易損件便于快換，便于組合，成形零件質(zhì)量穩(wěn)定。由此得出以下結(jié)論：

(1) 對(duì)汽車橫梁上的孔進(jìn)行歸類、優(yōu)化，利用快換凸模和模具進(jìn)行生產(chǎn)。用閉合高度調(diào)節(jié)器調(diào)整模具閉合高度，可在1副沖孔模上生產(chǎn)多種產(chǎn)品。

(2) 組合成形模上通過(guò)對(duì)凸模、插片、頂件板的局部更換，可以生產(chǎn)多種規(guī)格的汽車橫梁。