摘要：傳送模的結(jié)構(gòu)與連續(xù)模有較大不同，傳送模應(yīng)用于尺寸較大、工位不多的汽車(chē)結(jié)構(gòu)件的連續(xù)沖壓成形，由與工步數(shù)目相等的獨(dú)立子模具構(gòu)成，子模具結(jié)構(gòu)具有中小型沖壓模具的特點(diǎn)，模架結(jié)構(gòu)具有大型沖壓模具的特點(diǎn)。

分析某汽車(chē)結(jié)構(gòu)件的沖壓工藝，確定了沖壓工藝方案，應(yīng)用AUTOFORM軟件對(duì)沖壓工藝方案進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬，以分析沖壓工藝方案的可行性，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一副6工位連續(xù)沖壓成形的傳送模；比較深入地研究了汽車(chē)結(jié)構(gòu)件傳送模設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。生產(chǎn)試驗(yàn)表明，該傳送模設(shè)計(jì)合理、工作可靠、生產(chǎn)效率高，能夠滿(mǎn)足該汽車(chē)結(jié)構(gòu)件的大批量生產(chǎn)要求。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)結(jié)構(gòu)件；連續(xù)沖壓；傳送模；連續(xù)模；AUTOFORM

多工位連續(xù)沖壓技術(shù)就是使用壓力機(jī)、多工位配在公共模架上組成整套模具。在使用的毛坯上，連連續(xù)模等設(shè)備，將加工零件所需的多個(gè)沖壓工序分續(xù)模的毛坯采用條料，傳送模的毛坯則是采用單件板配在多工位連續(xù)模的多個(gè)工位上，每個(gè)工位完成一料，因此，傳送模要與機(jī)械手配合使用，機(jī)械手用于定的工序，條料經(jīng)過(guò)所有工位完成零件的沖壓加將毛坯從前一個(gè)工位送到后一個(gè)工位。

在毛坯的定位工.。在實(shí)際生產(chǎn)中，連續(xù)沖壓成形可采用連續(xù)模上，連續(xù)模一般以側(cè)刃和導(dǎo)正銷(xiāo)配合實(shí)現(xiàn)條料送進(jìn)的或傳送模。粗、精定位或采用送料機(jī)送料粗定位、導(dǎo)正銷(xiāo)精定傳送模與連續(xù)模有較大不同。在結(jié)構(gòu)上，連續(xù)模位，傳送模通常采用毛坯的外形或內(nèi)形定位。

是具有多個(gè)工位的一套模具，傳送模則是由多套獨(dú)立目前，鮮有關(guān)于傳送模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的論述。本文的單工位模組成這些單工位模按工步順序排列，裝以某汽車(chē)結(jié)構(gòu)件為研究對(duì)象，對(duì)其沖壓工藝進(jìn)行了分析，應(yīng)用AUTOFOR M軟件對(duì)其連續(xù)沖壓成形進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬；在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出一副6工位傳送模深入分析了傳送模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。最后通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了有限元數(shù)值模擬的可靠性和準(zhǔn)確性以及傳送模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。

l 沖壓工藝設(shè)計(jì)

1．1 產(chǎn)品工藝性分析

產(chǎn)品沖壓工藝性分析是指根據(jù)產(chǎn)品的形狀特點(diǎn)分析產(chǎn)品需要采用哪沖壓工序成形，其形狀是否滿(mǎn)足該沖壓工序的要求；根據(jù)產(chǎn)品的尺寸精度、形位精度、表面質(zhì)量要求分析陔沖壓工序是否能夠達(dá)到要求；產(chǎn)品足否存在不合理的結(jié)構(gòu)或過(guò)高的精度要求。

根據(jù)客戶(hù)提供的三維圖，某汽車(chē)結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)如圖l所示，材料為低合金高強(qiáng)度鋼SP121BQ，材料厚度為1mm。

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根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，產(chǎn)品中部凸起部位需要通過(guò)拉延工序得到，產(chǎn)品外形輪廓需要通過(guò)修邊工序得到，產(chǎn)品周邊的豎起部位需要通過(guò)彎曲、翻邊工序得到，產(chǎn)品表面的孔需要通過(guò)沖孔工序得到，其中沖兩個(gè)斜孔需要用到斜楔機(jī)構(gòu)。因此，產(chǎn)品需要通過(guò)修邊、拉延、彎曲、翻邊、沖孔等工序來(lái)完成沖壓成形。

為了滿(mǎn)足產(chǎn)品的尺寸和外觀要求，如何合理地劃分工序，采取有效的手段保證產(chǎn)品質(zhì)量，避免在成形中出現(xiàn)起皺和破裂缺陷，是工藝沒(méi)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

1.2 沖壓工藝方案設(shè)計(jì)

汽車(chē)結(jié)構(gòu)件的沖壓工藝順序一般是：落料、拉延、修邊、翻邊、整形、沖孔。本結(jié)構(gòu)件的沖壓工藝方案設(shè)計(jì)為：毛坯采用矩形板料，因此不需要落料工序；首先安排沖中間凸起部位的拉延工序；其次安排修邊工序；然后安排彎曲、翻邊等工序；最后安排沖孔工序。

汽車(chē)結(jié)構(gòu)件的形狀和尺寸決定其工藝性，前面的工序要為后面的修邊、翻邊等工序創(chuàng)造有利條件，如為修邊工序預(yù)先沖。工藝孔、工藝缺口等，絕大多數(shù)的汽車(chē)結(jié)構(gòu)件采用一次拉延成形。拉延以后的工序僅儀是確定工步數(shù)和工序順序。后續(xù)工序要注意定位基準(zhǔn)的一致性或定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，上道工序要為下道工序創(chuàng)造必要的條件。

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首先安排沖中間凸起部位的拉延工序，其目的是以后各工序以中間凸起部位作為定位基準(zhǔn)。產(chǎn)品外緣的修邊工序放在彎曲、翻邊工序的前面還是后面考慮到產(chǎn)品外緣為三維空問(wèn)曲線，修邊工序放在彎曲、翻邊工序的后面會(huì)使模具結(jié)構(gòu)變得很復(fù)雜，模具的體積也會(huì)增大，增加模具成本；另外，考慮到產(chǎn)品對(duì)外緣尺寸要求不高，可通過(guò)精確設(shè)計(jì)毛坯外形滿(mǎn)足產(chǎn)品要求。網(wǎng)此，修邊工序放在彎曲、翻邊工序的前面，彎曲、翻邊后不再修邊。

沖孔工序安排在最后是考慮到各孔之間有相互位置精度要求以及防止產(chǎn)品在成形時(shí)引起孔的變形。根據(jù)工序分析可知，要完成成形，需要設(shè)計(jì)一副6工位的傳送模來(lái)完成沖壓成形。各工位的_丁序內(nèi)容為：(1)拉延；(2)修邊；(3)彎曲、翻邊；(4)彎曲；(5)沖斜孔、沖槽；(6)沖孔。

2 多工位連續(xù)沖壓有限元數(shù)值模擬

CAE軟件使模具設(shè)計(jì)由傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)向非經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變，可對(duì)成形工序進(jìn)行分析和優(yōu)化。本結(jié)構(gòu)件采用AUTOFOR M軟件進(jìn)行有限元數(shù)值模擬。在實(shí)際生產(chǎn)中模擬連續(xù)沖壓成形的過(guò)程町采用單工位多工序或多工位多工序的方法。由于傳送模采用單件板料，故采用單工位多工序的方法。在對(duì)該結(jié)構(gòu)件的沖壓成形工序建立有限元模型的基礎(chǔ)上，對(duì)前4個(gè)工序進(jìn)行了板料沖壓成形的單工位多工序數(shù)值模擬，模擬結(jié)果如下。

(1)工位1(拉延)

一般情況下，對(duì)于形狀比較簡(jiǎn)單的汽車(chē)結(jié)構(gòu)件，采用矩形毛坯；對(duì)于形狀復(fù)雜的汽車(chē)結(jié)構(gòu)件，則采用落料或局部切角的毛坯。本結(jié)構(gòu)件采用矩形毛坯。拉延后最初設(shè)計(jì)形狀如圖2所示，壓料型面為平面，經(jīng)AUTOFORM數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)拉延時(shí)會(huì)起皺。起皺是由于該部位成形時(shí)變形不充分引起的，通過(guò)改變?cè)摬克餍螤詈统叽缫栽龃笤摬课坏淖冃?，以及在起皺邪位兩端設(shè)計(jì)拉延筋可以增大附加拉力、降低應(yīng)力，并使拉力均勻，從而達(dá)到防止起皺的作用、修改后的最終設(shè)計(jì)形狀如圖3所爪，沒(méi)有出現(xiàn)起皺觀象

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利用UG建立如圖4a所示的有限元模，第11 (拉延)的模擬結(jié)果如圖4b所示。由圖4b可知，經(jīng)拉延后，中部凸起部位變形充分，左側(cè)凸起部位還有拉深潛力，凸起部位外圍4個(gè)部位材料厚度增加，有起皺產(chǎn)生。

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來(lái)源：劉慶東，夏琴香

(1．廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程系，廣東廣州510075；2．華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院，廣東廣州510640)

《鍛壓技術(shù)》第41卷第10期

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