現(xiàn)代轎車制作除了要求削減燃油耗費(fèi)和尾氣排 放之外，更要求具有可靠的安全性。防撞梁是裝在汽 車車門內(nèi)部的制件，用以增強(qiáng)轎車車身側(cè)面防碰擊的 才能，當(dāng)轎車側(cè)面遭到強(qiáng)力沖擊時(shí),防撞梁通過變形, 來吸收碰擊發(fā)作的巨大能量，然后削減乘員或許遭到 的傷害。因此，現(xiàn)在轎車職業(yè)強(qiáng)制規(guī)定，轎車上必須 裝置車門防撞梁。
前期的日系轎車，大都選用管式防撞梁，歐系汽 車則偏重于單槽或雙槽結(jié)構(gòu)的板式防撞梁，板式梁 的防碰擊才能更高些，但成形要復(fù)雜得多。現(xiàn)在的 防撞梁多釆用更深的雙槽結(jié)構(gòu)，資料選用超高強(qiáng)度 板制作，其強(qiáng)度更高，減輕起伏更大，既提高了轎車 安全性，也下降了轎車油耗和廢氣排放，能夠說高強(qiáng) 度板是制作防撞梁的理想資料，往后應(yīng)用量將會大 起伏提尚。
普通高強(qiáng)度板的屈服強(qiáng)度都在250MPa以上，達(dá) 到550MPa以上即為超高強(qiáng)度板，有的商標(biāo)其抗拉強(qiáng) 度可到達(dá)1,000?1,400MPa，最高可到達(dá)l,800MPa，這 么硬的資料，其塑性指標(biāo)很低，一般要選用熱成形方 法加工才能成形，假如選用冷壓成形，則需求進(jìn)行工 藝辦法的試驗(yàn)研究。本文針對防撞梁的特別形狀，對 其冷沖壓成形進(jìn)行了一些探索，希望對高強(qiáng)板雙槽防 撞梁，能夠找到一種新的冷沖壓成形辦法，用以代替 本錢昂貴的熱成形。
2 雙槽防撞梁結(jié)構(gòu)剖析
圖1為某型雙槽防撞梁的簡圖，圖2為其斷面形 狀，該制件有如下特色：
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(1) 制件呈長條型，總長650mm，寬105mm，槽高 32mm,比前期防撞梁高10mm以上。
(2) 制件斷面為深雙槽結(jié)構(gòu)，槽寬25mm，槽高寬 比約為1.3，兩槽中心距為60mm，槽距太小，成形時(shí)不 利資料活動，制件右端雙槽高度逐步過渡到“0”,成閉 口形狀，左端雙槽開口不關(guān)閉。成形時(shí)幵口端每邊進(jìn) 料60mm以上，閉口端進(jìn)料簡直為零。
(3) 制件資料為CR340LA低合金髙強(qiáng)板，料厚 1.2mm，其塑性較差，延伸率缺乏16%。
(4) 制件歸于雙高制件，成形困難，一次成形中 間缺料嚴(yán)重，兩邊資料向內(nèi)活動要通過4個圓角，流 料阻力很大，一次拉伸相當(dāng)于成形波紋板，雙槽均缺 料嚴(yán)重。
(5)成形時(shí)因?yàn)檫M(jìn)料的不均勻性，會嚴(yán)重影響成 形質(zhì)ffl，制件中部雙槽缺料會破裂，右端關(guān)閉端頭，進(jìn) 料時(shí)在中部的帶動下，進(jìn)料過多，或許起皺，乃至疊 料。回彈會很大，修正一定困難。CAE剖析成果，本 件必須采取兩次成形。
該防撞梁細(xì)長，考慮主動出件的要求，研究確定用 4道工序模具成形，各工序均選用左、右件雙槽結(jié)構(gòu)，各 工序作業(yè)內(nèi)容如表1所示，工藝流程圖如圖3所示。
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(1)第1次拉伸工藝內(nèi)容。
該防撞梁的雙槽形狀，假如一次成形，相當(dāng)于成 形波紋板。貨車貨箱波紋板，資料為塑性很好的鋼 板，槽形呈梯形，側(cè)壁歪斜，筋槽相對高度較低，假如 一次成形3槽，制件都會破裂。防撞梁兩邊資料向內(nèi) 活動間隔太大，每側(cè)都要經(jīng)過4個角落，這關(guān)于塑性 很差的高強(qiáng)板來說十分困難，工藝規(guī)劃經(jīng)剖析確認(rèn)， 需求把雙槽分兩次成形才能夠，第1次拉伸的工序件 斷面如圖4所示，工藝規(guī)劃要把雙槽的外側(cè)立邊展平，拉成帶凸緣的單槽形，此刻拉伸每邊資料流入只 經(jīng)過2個角落，資料補(bǔ)充不會很困難，也不會發(fā)作破 裂現(xiàn)象。
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(2)第1次拉伸模結(jié)構(gòu)。
初次拉伸模結(jié)構(gòu)如圖5所示，這是常常選用的倒 裝結(jié)構(gòu)，左、右件凸模鑲塊固定鄙人模座的高臺上，凸 模外面套裝有壓邊圈，壓邊圈上鑲有高硬度鑲塊，壓 邊圈升降動力源為12個串聯(lián)氮?dú)饪嚮?氮?dú)飧讐毫闲?果優(yōu)于其他彈性元件，十分有利于拉伸成形。
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(3) 定位與取件。
料片定位本模選用6點(diǎn)定位辦法，如圖6所示下 模平面圖，制件長度方向和前方共用5個固定式定位 板，模具后方使用氣缸定位。機(jī)械手將毛料投入后自 動定位，拉伸成形后,后方氣缸縮下，前方拋擲氣缸把 制件打出，然后實(shí)現(xiàn)了主動取件。
(4) 半圓翻孔。
前后凸模鑲塊在毛料邊際處，各制出一個半圓形 缺口，合模時(shí)上模凸形鑲塊，將毛料邊際壓出一個半 圓形翻邊孔，該翻孔是作為后道工序模具制件定位使 用的，這種辦法對和諧各工序定位精度頗有好處。
(5) 需重點(diǎn)處理的問題。
模具要重點(diǎn)處理端頭的起皺和疊料問題,起皺是因?yàn)橘Y料流人速度不均勻構(gòu)成的，制件開口端，資料 流人速度均勻，不會起皺，制件封口端資料流人速度 不同太大,端頭平板處不缺料，但雙槽處補(bǔ)料過多，材 料流人時(shí)把端頭資料帶人會構(gòu)成多料，所以或許會出 現(xiàn)剪應(yīng)力起皺現(xiàn)象。處理辦法必須在該端頭設(shè)置拉 伸筋進(jìn)行調(diào)整，拉伸筋會添加其徑向拉應(yīng)力，使端頭 進(jìn)料削減，然后消除起皺和翕料現(xiàn)象。
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(1)第2次拉伸工藝內(nèi)容。
圖7為第2次拉伸的工序件斷面圖，本工序要把 第1次拉伸展平的雙槽外側(cè)立邊，即圖中赤色部分 (A處)成形到位，赤色立邊里面的槽型是第1次拉伸 的形狀。從圖7中能夠清楚看到，制件兩邊在第1次 拉伸和第2次拉伸別離成形了 2個圓角，這樣做資料 的活動間隔能夠大大縮小，然后徹底處理了拉破的 疑難問題。
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第2次拉伸成形要用初次拉伸工序件形狀和前后 半圓形缺口定位，然后將第1次拉伸兩邊凸緣向下翻 出雙槽悉數(shù)形狀，成形時(shí)每側(cè)資料移動間隔約32mm 左右，成形不會有困難。
該工序成形后回彈或許較大，模具要通過外壓料 板壓料來處理回彈和固型問題，成形后退件還要克服 脫料不同步，構(gòu)成的制件變形缺陷。
(1) 第2次拉伸模結(jié)構(gòu)。
圖8為第2次拉伸模具斷面圖，圖9為第2次拉伸 模具下模平面圖，模具同樣為左、右件共模，下模結(jié)構(gòu) 主要有下模座1、拉伸凹模2和下壓料芯3;上模結(jié)構(gòu) 主要有上模座4、拉伸凸模5、上壓料板6、壓料板鑲塊 7和氮?dú)飧?等部件。
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鄙人模座1的左、右件中心線上，裝置有下壓料芯 3，壓料芯兩邊為凹模2，下分模線選在制件雙槽的頂 部，下芯頂起32mm時(shí)，能夠用一次拉伸件形狀定位。 下壓料芯下方布有氮?dú)飧?。
在上模座4的左、右件中心線上，裝置有拉伸凸模 5，它與下壓料芯3相對，其兩邊為上芯鑣塊7和上芯 6。模具閉合時(shí),上模件5、件7構(gòu)成的作業(yè)面與下模 件2、件3構(gòu)成的型面,保持著料厚聯(lián)系。
上模分模線選在拉伸筋之外，該處是二次拉伸結(jié) 束后，資料縮短方位之外,這種結(jié)構(gòu)使凸模尺度加大，上壓料芯尺度縮小，甚成果是既能夠?qū)Y料實(shí)施壓 邊，添加徑向拉應(yīng)力，減小回彈，也能夠避免開模時(shí)上 壓料芯沒有同步抬起構(gòu)成制件變形的故障。
該工序模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、新穎，有許多特別關(guān)鍵，是 本文要重點(diǎn)引薦的一種高張力板材的成形模。
(1) 關(guān)于“延時(shí)脫料組織”。
值得一提的是，外國人在這種情況下，需求收購 “延時(shí)脫料組織”來處理退件時(shí)的制件變形問題，“延 時(shí)脫料組織”很貴，詢價(jià)為10萬元以上，這個價(jià)格超 過了整副模具費(fèi)用的一半。本公司規(guī)劃結(jié)構(gòu)很簡 單，只把上模上的凸模和上芯鑲塊的分模線向外移 動一下，它很有用，不光確保了壓料功用，也避開了 開模不同步構(gòu)成制件變形的險(xiǎn)境。成形質(zhì)量杰出， 亦節(jié)省了模具本錢。應(yīng)該說，在技能上又前進(jìn)了一 大步。
(2) 成形進(jìn)程。
圖8為模具閉合狀況，圖9為下模平面圖，當(dāng)上模 翻開后，下壓料板3被氮?dú)飧?頂起一個行程，使其高 于凹模2型面35mm，然后放上第1次拉伸工序件并 定位，上模下行，上壓料板6和鑲塊7，在氣缸8的效果 下，會比凸模5提早接觸制件，與下凹模4壓料，上模 繼續(xù)下行，上凸模把下壓料芯壓下，直至凸模和凹模 及下壓料板徹底閉合，雙槽被徹底壓出。
保壓頃刻后開模,上模抬起，制件被下壓料芯頂 起，然后取出制件。
(3) 關(guān)于上模分模線方位。
圖8為第2次拉伸模具閉合狀況。此刻,拉伸毛 坯縮短后的邊際有兩種狀況：
第一種狀況為:超過上模分模線之外，模具翻開 時(shí)，上凸模5開端脫離下模，但上壓料芯6及鑲塊7在 氮?dú)飧?效果下，還沒有脫離下凹模，制件凸緣會被壓 住，會使下芯3頂起的制件變形。
第二種狀況為：毛坯邊際現(xiàn)已縮短到分模線之 內(nèi)，凸模5抬起時(shí)，毛坯邊際現(xiàn)已脫離鑲塊7，制件被 頂起時(shí)不會變形。
所以，在規(guī)劃時(shí)，必須將上分模線改在制件回收 邊際之外,此刻即便外壓料板沒有抬起，也不會影響 制件抬起，更不會構(gòu)成制件變形，這是本模具獨(dú)特之 處。也處理了變形的大問題。
分模線移動的方位要確保正確無誤,需求用CAE 剖析確定。
(6) 關(guān)于下壓料芯。
下壓料芯有兩個功用:一是對上序工序件用形狀 定位;二是將制件形狀牢牢壓住，使其不變形。若它 和下凹模整體制作，制件將無法用第1次拉伸槽形內(nèi) 壁定位.成形時(shí)中心形狀沒支撐，會發(fā)作變形。所以 下壓料芯應(yīng)單獨(dú)制作。
(1) 修邊內(nèi)容。
修邊工序的沖壓方向要將拉伸件翻轉(zhuǎn)180°,使雙 槽朝上，以添加凸模強(qiáng)度。修邊只修制件兩邊，每側(cè) 發(fā)作2條廢料，廢料由前、后方向滑出，中心留一小段 長35mm不修，以便裝置托件組織，這樣能夠不設(shè)廢料 刀。制件兩端不修，一是為了裝置定位銷;二是為自 動出件創(chuàng)造條件。
(2) 制件定位。
制件兩邊用拉伸雙槽內(nèi)型定位，部分要制空刀以 削減加工量，兩個端頭不修邊，能夠用半圓翻邊孔定 位，如圖10、圖11、圖12所示。
汽車模具規(guī)劃之雙槽防撞梁成形工藝研討
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(3) 主動出件辦法。
修邊后開模時(shí)，下模中心的氣缸升起，托桿將差 件托起，因?yàn)橹匦脑诤蠖危灾萍蚝笸嵝保鐖Dh 和圖13所示，圖12、圖13中顯現(xiàn)制件兩種狀況，水； 狀況是頂起之前，歪斜狀況是頂起之后，制件將向后 方滑出模具外。
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(1) 修沖內(nèi)容。
本工序修邊包含前、后兩端以及中心未修一小 段,每件廢料為4塊，還有沖孔2個，該2孔為安裝定位 孔，精度較高。中心廢料由模具前方滑出，兩端廢料 由前、后方別離滑出，這樣，模具前方的滑板為上、下 兩層，上層滑端頭廢料，基層滑中心廢料。后方有一 層廢料滑板和一個沖孔廢料盒，滑料板為折疊式結(jié) 構(gòu)，如圖14所示。
(2) 定位與出件組織。
定位用拉伸型面形狀和后方懸臂式擋料銷，修邊后廢料從擋料銷下方滑出。修邊后制件亦用氣缸托 件組織托起，并向后方掀翻，主動出件，托件組織如圖 15所示。
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(3) 修邊凸、凹模。
修邊還有一點(diǎn)需求注意，即前修邊凸模，它的形 狀有4個立邊，如圖16所示。修邊時(shí)凹模刃口形狀不 能和凸模一致，要改變?nèi)锌谛螤睿唧w做法是:在凸模 形狀中心凹陷處，凹模必須先切人，使廢料處于受拉 狀況，不然異形廢料切斷和排出都十分困難,還或許 有碎屑和回帶料現(xiàn)象，凸、凹模磨損較大，模具壽數(shù)也 會遭到影響。
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高強(qiáng)板防撞梁冷沖壓成形是模具職業(yè)十分重 視的課題。本文提出的技能方案，經(jīng)試模驗(yàn)證良 好，現(xiàn)已交給客戶使用，歸納起來有如下幾點(diǎn)，可供 參考學(xué)習(xí)。
(1) 雙槽防撞梁分2次拉伸成形，每次一側(cè)只成形 2個角落，用以下降制件變形程度，確保成形質(zhì)量，避 免發(fā)作開裂等反常。
(2) 拉伸模采取雙芯結(jié)構(gòu)鮮見，下壓料活芯，對增 加定位可靠性，控制拉伸成形量，避免變薄超差和保 證制件質(zhì)量有極大幫助。
(3) 上壓料芯巧妙規(guī)劃分模線方位，克服了開模 時(shí)因?yàn)閴毫习宀煌教穑瑯?gòu)成制件變形的壞處。
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