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托架冲压工艺方案的分析及模具设计

2017/3/17    来源:互联网    作者:莫宏政      
关键字:托架  冲压工艺  模具设计  车辆模具  
冲压工艺方案的分析是一个复杂的环节,关系着制件成形的质量。对托架的冲压工艺方案进行了分析,对模具设计展开了研究,探讨了原有工艺方案中存在的问题,详细介绍了新的工艺方案设计,旨在为其他托架工艺方案及模具的设计提供参考和借鉴。

    随着车辆制造业的快速发展,车辆模具企业也取得了极大的进步,对其工艺方案及模具设计也提出了更高的要求。其中,托架作为驾驶室中的重要组成部分,其制件的质量直接影响着驾驶室左右纵梁总成的装配质量,在车辆制造中占据着一定的地位。因此,对托架的冲压工艺方案进行分析,并优化模具设计具有十分重要的意义。某托架如图1所示,本文对其冲压工艺方案及其模具设计进行了介绍。

    1

    图1 托架

    1 原有工艺方案存在的问题

    该加长托架是F2000驾驶室中的一种零件,原方案成形工艺为:下料一切边冲孔(切端头、冲4个大孔,底面3个小孔),一切边冲孔压弯(切边,压90°小边、冲长圆孔和2小孔)。

    该制件在生产中一直存在以下质量问题:①压弯角度超差,图纸要求角度为90°,实测为92°~93°,甚至能达到94°~95°;②OP20工序切边压形后毛刺较多,必须打磨毛刺;③OP30工序压成U形后两边高度不一致,相差最大超过2mm,造成两侧孔错位严重,U形开口尺寸为66mm,实测为70mm,对后续驾驶室左右纵梁总成的装配质量造成了影响。

    由于存在以上问题,对该制件冲压工艺进行了分析。

    OP10工序分析:该工序主要为切边冲孔,基本无问题。

    OP20工序分析:该工序主要包含切边、冲孔、压弯内容,即在1副模具中要同时实现上述3个工序。机床滑块下行时,上模压料板压住坯料,滑块继续下行,制件开始成形,同时开始切边、冲孔。由于压弯时存在一定的侧向力,导致模具的压力中心与机床的压力中心不重合,在压料力不足的情况下,制件发生了一定的滑动现象,进而导致在模具下行切边冲孔时凸、凹模之间的间隙发生变化,产生了毛刺,影响了凹模、凸凹模的寿命。实际生产中,每生产1500件左右就需要维修一次,大约生产10000件左右就需要更换一次。此外,由于该压弯模的凸模及凹模采用垂直结构,实际生产中压弯角度约为93°。

    OP30工序分析:在压U形时,一般要求托料块与凹模之间的间隙为滑配,坯料是固定在托料块上的。如果托料块与凹模两边的间隙过大,则在冲压过程中因模具中心与机床压力中心不重合导致侧向力生成,进而导致在冲压过程中坯料随托料块向间隙小的一侧滑动,造成压U形后两边高度不一致。此外,该工序模具采用弹簧托料,导致托料力不能调整,因此,制件压形的开口尺寸只能通过更换弹簧调整。

    通过以上分析,该制件的主要问题存在于OP20工序、OP30工序。OP20工序产生的毛刺必须打磨,否则会降低生产效率;OP30工序因侧向力的存在而造成制件两侧孔边距超差,且因托料力造成压形开口尺寸超差。

    2 新工艺方案设计

    根据以上分析,对OP20工序进行了相关试验:①对该模具的压型部分结构进行了改进,将原设计的弹簧更换为重载弹簧,并增加了弹簧的数量,以此来增加压料力,同时,在模具凹模上增加了压弯回弹的补偿量。通过试压,最终显示制件毛刺高度有所降低,但仍然存在,压弯角度超差问题没有得到解决,因此,认定压弯角度不足及毛刺的存在主要是因工艺不合理导致的。②将OP20工序拆分。将原切边冲孔压弯工序拆分为两个工序切边冲孔+压弯(采用通用压弯),拆除压弯凹模镶块,调整好切边冲孔凸模、凸凹模间隙,生产了约2000件,毛刺基本消除,通用压弯模具压弯角度为90°,尺寸基本符合公差要求。

责任编辑:张纯子
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