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1工藝分析
汽車沖壓件的沖壓工藝方案設計，是在考慮沖壓操作方便、安全，模具結構合理，工件及廢料排出順暢等要求的基礎上，根據產品結構形狀和技術要求確定拉延、修邊、沖孔、翻邊、整形等工序的先后順序及各工序的具體內容。本文結合我公司某款新車型開發實例，講述了左右車門外板支撐板工藝設計思路、模具結構設計及工作原理。該車型左右車門外板支撐板板材選用SPCC，材質料厚0.6mm，產品尺寸為1095mm×61mm×136mm，前期預估單件生產的毛坯料外廓尺寸為1200mm×150mm，材料利用率為37.86%。目前模具廠家對左右車門外板支撐板的工藝及生產方式為:單件拉延、多模具同線生產。工序分為:拉延、修邊、沖孔，共三工序三套模具。經過對本車型左右車門外板支撐板的分析，其左右件為對稱件，產品件上排布圓孔及長圓孔，考慮產品形狀及達到提高產品材料利用率的目的，將其沖壓模具定為左右件合模拉延、多工位同模具生產的形式，模具生產過程分為三工位:第一工位OP10為拉延成形，完成拉延模面的成形;第二工位OP20為修邊+沖孔，沖裁周圈、中間部分廢料及部分圓孔;第三工位OP30為修邊+沖孔+分離，沖裁周圈剩余廢料及圓孔，沖裁中間剩余的工藝補充廢料，實現左右件的分離。
2結構設計
多工位模具是將多套模具的功能在一套模具上來實現的，減少了因多套模具上的重復部件所造成的制造成本及生產成本的浪費，如:導滑腿、導柱、導滑板、緩沖器、限位塊等共用部件。本套雙件多工位模具將左右車門外板支撐板在一套模具中實現沖壓，將拉延、修邊沖孔、修邊沖孔分離分為三個工位整合在一套模具內，在第三工位的右側安裝有平衡頂桿，用于平衡第一工位壓邊圈所受的機床頂桿力。
2.1模具結構及工作原理
本套模具為三個工位共用一套上下模座，下模座安裝有拉延凸模、壓邊圈、OP20下模鑲塊、OP30下模鑲塊，轉接導套、轉接頂桿及功能部件;上模座安裝有凹模鑲塊、修邊沖孔鑲塊、彈簧、限位板及功能部件。拉延工位設計有拉延凸模、壓邊圈、凹模鑲塊、定位板、限位板、導滑板、墊塊及上下模座的共用部分。凹模鑲塊安裝于上模座，壓邊圈上安裝有定位板、墊塊、導滑板，拉延凸模安裝于下模座;壓邊圈在依靠導滑板導滑，限位板限位在下模座內上下移動，毛坯料依靠定位板定位放置于壓邊圈上，機床頂桿提供壓邊力將壓邊圈頂起，凹模鑲塊及拉延凸模完成拉延模面的成形。修邊沖孔工位及修邊沖孔分離工位設計有下模鑲塊、廢料盒、壓料板、彈簧、導滑板、修邊沖孔鑲塊及上下模的共用部分，在修邊沖孔分離工位還設計有分離鑲塊用于將左右件分離。上模壓料板在上模座內運動，依靠彈簧提供的壓力將放置于下模鑲塊上的工序件壓緊，修邊鑲塊及沖孔沖孔完成沖裁內容，廢料滑出模具外;在第三工位上，分離鑲塊將左右件分離。在第三工位的右側設計有一排平衡頂桿，導套安裝在下模座上，轉接頂桿在導套內上下運動，依靠安裝在下模座上的限位板控制其運動范圍，墊塊安裝于上模座上。當第一工位被機床頂桿頂出的壓邊圈與上模座接觸時，此處的平衡頂桿也同時與安裝與上模座的墊塊接觸，達到整個模具左右側的受力平衡。
2.2模具使用原理
機床滑塊在上死點時，毛坯料放置于壓邊圈上，機床滑塊下行，上模座向下運動，凹模鑲塊與壓邊圈接觸時，右側的平衡頂桿與上模座墊塊接觸達到模具左右力量的平衡，上模座繼續向下運動達到下死點，凹模鑲塊與壓邊圈及凸模完成拉延內容;隨后上模座向上運動達到上死點，將拉延件取出放置于第二工位上，將第二片毛坯料放置于第一工位的壓邊圈上，上模座向下運動達到下死點，第一工位完成拉延，第二工位完成修邊沖孔;隨后上模座向上運動達到上死點，將第二工位的工序件取出放置于第三工位，第一工位的拉延件放置于第二工位，將第三片毛坯料放置于第一工位的壓邊圈上，上模座向下運動達到下死點，第三工位完成修邊沖孔及分離內容，第二工位完成修邊沖孔，第一工位完成拉延，將分離后的左右產品件取出，完成一次沖壓循環，隨后進行以上的沖壓循環，每一個的沖次都完成一個左右件的沖裁。需要注意的是，第一工位壓邊圈行程=平衡頂桿行程＞第二、第三工位壓料板行程，為使模具左右側所受力量的平衡，必須保證第一工位的壓邊圈與平衡頂桿同時與上模座首先接觸，其次第二及第三工位的壓料板再與下模鑲塊接觸。通過對左右車門外板支撐板產品、工藝及模具結構的研究分析，采取左右件合模拉延、多工位同模具生產的形式，實現了左右件的沖裁內容在同一套模具工裝內完成，在模具驗收階段拉延工序無開裂、起皺等缺陷，分離工序并無卡料、沖孔毛刺、塌邊等質量缺陷，廢料滑落順暢，零件各項檢測合格率(面差、孔位、止口)均達到了工藝要求。
3結語
左右件合模拉延的坯料外廓尺寸為1200mm×275mm，重量為1.544kg，產品件的重量為0.336kg，材料利用率為0.336×2/1.544×100%=43.52%，材料利用率較預估的單件拉延提升了5.66%，說明采用此技術會大大降低整車白車身的開發費用。本模具的各工序間的工件傳遞為人工傳遞，如利用機器人或機械裝置完成工件在各工位間的傳遞，工作效率提升的空間更大。此外，該模具大大降低了模具的開發、使用及維修費用，將原來的六套模具整合成一套模具，同時降低了機床的沖次費用，減少了沖壓操作工人的數量，提高生產節拍和生產效率，節省了沖壓車間模具的存放空間。
作者：鄭薇 劉春雨 呂俊超 何鵬申 單位：安徽江淮汽車股份有限公司技術中心