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轉發(fā)自：模具工業(yè) 2019年第45卷第4期

作者：竇寒玙 ¹，韓英平 ¹，李彥磊 ¹，周 亮 ²

（1.長春一東離合器股份有限公司，吉林長春 130012； 2.陸軍裝甲兵駐長春地區(qū)軍代室，吉林長春 130012）

A部分尺寸計算：采用公式D_A²=d₂²+4（d₁×h₁+d₂× h₂）計算可得理論參考值D_A≈599.8 mm，經(jīng)過實際試制后確定采用直徑D_A為566 mm，小于理論計算值，考慮圖5中h₂=43.5 mm翻邊部分可按拉深近似值計算，計算過程中毛坯直徑取D_A=590 mm。

B部分尺寸計算：根據(jù)零件尺寸結構R=r，如圖 6所示，B部分毛坯直徑尺寸：采用公式D_B²=d₂²+4× d₁×H-3.44r×d₁，其中H=23.5 mm，計算可得理論參考值D_B≈503.6 mm，經(jīng)過實際試制后確定采用毛坯直徑D_B為566 mm，計算過程中毛坯直徑取D_B=500 mm。

圖6 B部分結構尺寸

綜合A、B部分結構尺寸，經(jīng)過整合計算初步確定了毛坯尺寸，實際尺寸通過試制后核算驗證。在剪板和排樣時考慮到板材的材料纖維方向，設計了經(jīng)濟的剪板排樣（見圖7）和料片排樣尺寸535 mm×535 mm，如圖8所示。

圖7 剪板排樣

圖8 料片排樣尺寸

（2）拉深工藝方案分析。零件是帶凸緣圓筒形件，由壓形、拉深和翻邊3種工藝成形，為簡化計算，將壓形部分視為拉深，如圖9所示。

此處只計算h₁、 H部分的拉深系數(shù)和拉深次數(shù)以決定模具數(shù)量，計算過程為：

①h₁、H是同一起始平面進行拉深的不同高度尺寸，按照同類沖壓件生產(chǎn)經(jīng)驗分析可采用1 次拉深成形；

②拉深內圓角 R7 mm（材料厚度 7 mm）；

③材料的相對厚度：100t/D=100×7/500=1.4；拉深系數(shù) m=(d + 2t)/d=(394 + 2 × 7)/480=408/480= 0.85，其中，厚度t=7 mm；D_B=500 mm；

④通過材料相對厚度和拉深系數(shù)的計算，確定可以1次拉深成形，采用壓邊圈不會出現(xiàn)起皺現(xiàn)象；

⑤有壓邊圈拉深力按公式F拉=πdtRm^K₁ 計算，其中，d為拉深件直徑（中線），取394+7=401 mm；t為料厚，7 mm；R_m為材料抗拉強度，取270 MPa；K1為系數(shù)，取1.1；計算可得：F拉 =3.14×401×7×270×1.1= 2 617 752.06 N^；

⑥^翻邊力采用公式 F翻=0.7KBt2R_m/R+t，按 U 形彎曲力計算，其中，K為安全系數(shù)，取 1.3；B為翻邊寬度，計算約為1 350 mm；R_m為材料抗拉強度，270 MPa；t 為料厚

3 工藝設計存在的問題和解決方案

3.1 工藝設計存在的問題

設計評審是模具工藝設計的關鍵環(huán)節(jié)，一般在工藝流程完成后組織內部評審，在公司的生產(chǎn)實踐中驗證該工藝方案的可行性，可以開展模具設計和制造。

該工藝通過評審結合生產(chǎn)實際存在一些問題，具體如下。

（1） 成形工序除殼體R角外，其余尺寸直接翻邊為設計要求的波浪直筒形狀。

殼體基本尺寸與產(chǎn)品設計尺寸一致，材料的彈性變形、模具翻邊間隙、鋼板纖維方向等因素，導致離合器蓋翻邊后直徑尺寸呈不規(guī)則回彈變形，實際成形時，殼體的直徑尺寸易波動。

（1） 后工序以離合器蓋內型腔和輔助定位為基準進行二次整形、沖中心孔、精壓、校平等加工時，離合器蓋不能順利放入模具內，不能準確定位，通過模具工作時將離合器蓋壓入模具內并隨形自找正，容易造成放件、取件困難，并使離合器蓋、模具凹模、凸模拉傷嚴重，模具需頻繁拋光維修，離合器蓋圓度、直徑尺寸、壁厚存在差異。

3.2 工藝優(yōu)化解決方案

分析審核意見后進行工藝改進、模具結構優(yōu)化、縮短工藝路線、降低加工誤差，盡量做到關鍵尺寸一步工序完成。

主要工藝優(yōu)化了成形和整形校平 2道工序：

①改進沖壓工藝和模具結構設計，在成形工序中將鋼板料片預翻邊為波浪錐筒形狀；

②在整形校平工序通過2次翻邊和內反鐓校平，沖壓零件最終成為波浪直筒形狀^[4]，改進后工序如表2所示。

3.3 問題改進效果

（1） 沖壓成形工序：零件預成形翻邊為波浪錐筒形狀，精壓沖孔及整形校平以離合器蓋內型腔為定位基準，利用錐體形狀有自定位的特點，加上相應的輔助定位，使定位、放件、取件更準確、容易，減 21小了離合器蓋2次定位產(chǎn)生的沖壓加工誤差。

（1） 整形校平工序：通過 2 次翻邊和內反鐓校平，離合器蓋成為波浪直筒形狀，成形零件的直徑等關鍵尺寸1次成形達到設計要求。

（2） 上述2道關鍵工序的凹模、凸模均采用了分體結構以便維修、調整，凹模鑲件使用表面TD處理技術改善翻邊時零件拉傷情況和模具零件的磨損，零件的同軸度、尺寸精度和外觀質量均得到有效改善。

4 模具結構設計和問題分析

根據(jù)零件結構和工藝流程的分析進行了模具結構設計，以下重點介紹工序③的成形模、工序⑤ 的精壓沖孔和工序⑧的整形校平3副模具結構。

4.1 成形模設計

成形模設計時在離合器殼體的翻邊部分與軸向設計夾角，翻邊為波浪錐筒形，錐頂為離合器蓋的直徑尺寸，模具結構如圖10所示，角度的選擇主要基于以下2個方面。

（1） 利用錐體形狀有自定位的特點，加上相應的輔助定位，在后工序（整形校平）2次翻邊時，以離合器殼體內型腔定位能夠順利放入模具凸模上，能準確定位減小誤差，操作時容易放件、取件。

翻邊角度如果取得太小，離合器殼體翻邊后接近波浪直筒，改進前的缺點依然會存在；翻邊角度如果取得較大，則無法準確定位。

改進后的整形校平工序是2次翻邊與校平同時進行，離合器殼體的直徑等關鍵尺寸一步完成達到零件設計的波浪直筒形，為減少回彈保證尺寸精度，模具零件間隙設計很小，增加了2次翻邊的（1） 難度，也增大了模具零件磨損和離合器殼體拉傷的概率。

通過以上分析，翻邊角度的選取應在以下范圍內較適宜：錐頂半徑-錐底半徑≈（0.5~0.6）t，其中t為材料厚度，既符合錐體自定位的特點，又可減少2次翻邊的難度。

經(jīng)計算求得整數(shù)單邊角度為4°，取值約為0.53（此時殼體波浪錐筒形的錐底比錐頂單邊t 大3.7 mm，材料厚度7 mm）。

4.2 精壓沖孔模設計

精壓沖孔模要完成精壓、沖中心孔、標識和校平工序，其結構如圖11所示。

模具增加可靠性連接和定位以提高生產(chǎn)穩(wěn)定性，方便使用、維修和保證零件成形質量，模具的相對高度、相對位置和沖裁間隙、精壓壓塊、配合部分都需要進行計算。

4.3 整形校平模設計

整形校平模結構如圖12所示。

（1） 離合器殼體在成形時翻邊為波浪錐筒形，在該工序采用殼體內型腔定位可自找正，實現(xiàn)了零件放入、取出操作準確、方便快捷。

改進后的整形校平工序是二次翻邊與校平同時進行，使離合器殼體最終成為波浪直筒形，成形零件的直徑等關鍵尺寸一步完成并達到零件的設計要求，殼體圓度、壁厚不均勻等問題有很大改善。

3 結束語

Adams軟件操作簡單，能模擬生產(chǎn)過程中異形廢料滑出過程，并能準確布置頂料銷和掛鉤等外力裝置的位置及檢測仿真力的大小。

在模具開發(fā)階段運用Adams對產(chǎn)品中的異形廢料的滑出進行模擬，發(fā)現(xiàn)廢料滑出不暢的原因并加以解決，為后期的模具交付縮短周期，節(jié)省時間和財力物力。

對廢料產(chǎn)生方式進行分類，通過其模擬結果與實際生產(chǎn)結果對比，可以得出這三類廢料的卡料頻次和解決方案的難易程度：正修側修異形廢料＞側修異形廢料＞正修異形廢料。

對于內板件中，產(chǎn)品有異形孔時，在上模鑲件上設置頂料銷不宜少于3個；在工序排布和模具設計時，應盡量避免廢料兩端都搭接廢料刀背的情況產(chǎn)生。

正側修邊異形廢料通常需要增加外力裝置，可以用Adams確定外力的形式、作用位置及力的大小。

參考文獻：

[1]張 凌.基于項目管理和計算機輔助技術的汽車覆蓋件模具開發(fā)過程研究[D].濟南:山東大學,2014:1-5.

[2]王 強,龐建波.自動化沖壓模具的研究[J].汽車工藝與材^料,2013(2):1-5.

[3]趙 丹,陳飛飛.基于Adams的汽車發(fā)動機蓋外板二次切斷廢料滑落模擬應用[J].模具工業(yè),2016,42(3):6-9.