摘要：通過(guò)對(duì)冰箱底板桃形凸苞成形工藝的分析和對(duì)比，采取了一種合理的成形上藝，并介紹了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及采用的工藝措施，保證了零件的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：復(fù)合成形 桃形凸苞 工藝分析 工藝措施
1 引言
圖1所示零件，材料為鍍鋅鋼板(10O-PT-Z-L-B)，厚度0.3mm，毛坯下料尺寸為458mm×670mm。沖壓工藝流程為：下料--沖孔、落和--彎曲(彎四邊)--拉仲(桃形凸苞)--成形(山字形)，成形后要求表面平整，不允許產(chǎn)生劃傷、起皺、拉裂等現(xiàn)象，從零件結(jié)構(gòu)分析，零件在桃形凸苞處拉伸成形難度大，容易出現(xiàn)起皺、拉裂，是沖壓成形和質(zhì)量控制的難點(diǎn)。以前，我們進(jìn)行過(guò)工藝試驗(yàn)，但因采用的成形工藝不當(dāng)而失敗，后來(lái)通過(guò)分析對(duì)比，采取合理的零件成形下藝和模幾結(jié)構(gòu)解決了這一難題。
2 工藝分析
該零件沖壓工藝成功的關(guān)鍵在于桃形凸苞處的成形，經(jīng)分析，桃形凸苞處的成形有3種方法；如圖2所示，采用圖2a的沖壓成形工藝方法，桃形凸苞先拉伸然后在下道工序彎成形的分開成形方法，通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：拉伸成形的桃形凸苞由于最后成形時(shí)在圖2a310mm處圓弧面上形成較深的皺折，并且無(wú)法消除，導(dǎo)致成形失敗，同時(shí)也使最后1副成形模的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，因此該方法不可行。所以桃形凸苞的拉伸、彎曲最好采用一次成形，如圖2b、圖2c所示。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，凸苞在一個(gè)平面上容易拉伸成形，如果桃形凸苞的拉伸，彎曲復(fù)合成形能簡(jiǎn)化在—個(gè)平面進(jìn)行，則零件的成形將變得容易，從而簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)。
通過(guò)分析圖2b發(fā)現(xiàn)：(1)凸苞的拉伸屑于寬凸緣、淺拉伸成形，可以采用壓邊圈一次成形；(2)以凸苞所在平面為基準(zhǔn)，零件桃形凸苞拉伸高度20mm小于零件在桃形凸苞處的折彎高度24mm，又零件的折彎高度24mm與零件寬度之比(24/415=0.057)以及與零件長(zhǎng)度之比(24/(310+326)=O.037)均很小，對(duì)成形的影響很小，可以忽略不考慮，容易拉伸、彎曲同時(shí)成形，而如果采用圖2c所示的方法在模具上沖壓成形，在沖床垂直運(yùn)動(dòng)方向不容易調(diào)整壓料面間隙，無(wú)法調(diào)整壓料力對(duì)材料變形的影響，起皺不易消除，顯然此方案不可行。因此，零件桃形凸苞的成形工藝應(yīng)采用圖1b所示的下序圖比較合理，這樣既筒化了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，又方便了下一道下序的定位。
3 工藝措施
(1)經(jīng)分析，坯料相對(duì)厚度(t/B=O.3/415=0.0065)很小，因此，需要采用強(qiáng)力壓邊裝置，來(lái)提高材料的變形阻力；而在模具結(jié)構(gòu)上通常采取設(shè)置阻延筋來(lái)提高材料的抗失穩(wěn)起皺能力，但受工件坯料和零件表面質(zhì)量要求所限制，只能通過(guò)調(diào)整合理的壓邊力來(lái)解決。
(2)分析工序圖2可知：在折彎線右側(cè)桃形凸苞的坡度小，易成形，但在R500mm(見圖1)的末端，山于材料流動(dòng)受阻小，容易起皺；在折彎線處及左側(cè)，由于工件形狀突變，凸苞成形過(guò)程中受拉伸、彎曲等應(yīng)力復(fù)合作用，材料流動(dòng)受阻不均勻，導(dǎo)致各處變形不均勻，若采用相同的壓邊力，使材料周邊阻力相同，勢(shì)必會(huì)在工件變形小的部位起皺，而在變形劇烈的部位產(chǎn)生拉裂現(xiàn)象；根據(jù)拉伸件各處的變形程度調(diào)節(jié)各處的壓邊力，使各處保持與變形相適應(yīng)的進(jìn)料阻力，就會(huì)有效地抑制起皺和拉裂現(xiàn)象的發(fā)生，因此，在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及模具零件設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮，防止零件在成形過(guò)程中產(chǎn)生起皺和拉裂。
4 設(shè)備選擇
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和公司現(xiàn)有的設(shè)備，選用在閉式壓力機(jī)(JH36-250)上加工，因?yàn)椴牧系南鄬?duì)厚度很小，采用較大且穩(wěn)定的壓邊力拉伸，有利于拉伸成形過(guò)程中阻延材料的流動(dòng)，防止起皺，同時(shí)，由于使用氣缸推壓，壓力穩(wěn)定調(diào)整方便，生產(chǎn)效率高。
5 底鋼板拉伸成形模具設(shè)計(jì)
5.1 模具結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)
模具結(jié)構(gòu)采用敞開式拉伸成形模，如圖3所示。
(1)摸具壓料成形椎板采用整體式結(jié)構(gòu)，零件成形，推出推力穩(wěn)定、同步，避免了零件頂出時(shí)受損。
(2)壓料成形推板由氣缸通過(guò)頂柱托起，壓力穩(wěn)定。
(3)頂柱與壓料成形推板接觸部位為點(diǎn)接觸，在拉伸成形過(guò)程中起阻延筋的作用，頂柱的位置及數(shù)量主要根據(jù)拉伸件各處的變形程度及進(jìn)料阻力而沿凸模周圍合理設(shè)計(jì)，為使頂柱能起到阻延筋的作用，壓料成形推板的小臺(tái)階處厚度設(shè)計(jì)為35mm。
5.2 模具主要工作零件設(shè)計(jì)、制造
凸模、凹模的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)、制造的重要環(huán)節(jié)，為了方便制造、鉗工修配，凸模、凹模材料采用45鋼調(diào)質(zhì)處理，凸、凹模設(shè)主為鑲拼式結(jié)構(gòu)，凸模、凹模機(jī)加工成形后，由鉗工按樣板修配凸、凹模，裝配并拋光。
5.3 凸、凹模圓角半徑的確定
首次試模發(fā)現(xiàn)工件在折彎線處出現(xiàn)拉裂，根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)與變形特征，分析是此處凹模口部R較小，毛坯側(cè)壁傳力區(qū)的拉應(yīng)力增大，材料的變形阻力增加的原因，現(xiàn)將零件折彎線右側(cè)凹模口部的R取為R3mm，凸模周邊只取為R1mm，折彎線處凹模口部R由原來(lái)的R5mm調(diào)整為R7mm，改善了材料的流動(dòng)性，避免了在折彎線處工件產(chǎn)生拉裂。
6 結(jié)束語(yǔ)
該模具經(jīng)試模調(diào)試合格，已批量生產(chǎn)10個(gè)月，實(shí)踐證明，采取該工藝方法拉伸成形的零件無(wú)變形，起皺、拉裂現(xiàn)象，滿足了零件的技術(shù)要求，質(zhì)量穩(wěn)定。
參考文獻(xiàn)
1 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組．沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社，1999．
2 王孝培．沖壓手冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社，1990
