吉利汽车:超高强钢控制臂的冲压工艺与模具设计
来源: | 作者:邓献思,金成龙,王仓,陈云,徐荣峰,方淑芬(吉利汽车集团有限公司) | 发布时间: 2022-08-10 | 1207 次浏览 | 分享到:

⑷最终确定的冲压工艺方案,如图6所示。工序件定位:OP10~OP30采用工艺孔定位,OP40~OP100采用产品基准孔精定位。冲压工序内容为:OP05落料冲孔(需要CAE分析计算和模具调试确定毛坯尺寸);OP10拉深成形;OP20成形整形;OP30修边冲孔;OP40修边冲孔+侧修边;OP50翻边整形+压C角;OP60翻孔+压字印;OP70冲孔;OP80翻孔+整形;OP90侧修边冲孔;OP100侧修边+侧整形。

图6 冲压工艺方案

模具结构设计要点

根据已确定的最终冲压工艺方案,进行模具结构设计。此产品是超高强度钢,比普通薄板冲压生产所需冲压力更大,由此产生的侧向力也更大;模具成形零件易磨损、模具修边冲孔刃口易崩裂;此产品表面积小,模具压料结构易产生受力偏载,不平衡。因此需要厚实可靠的模具结构,确保冲压生产稳定。

模具结构共同的设计要点

⑴外导向方式:成形类模具采用导板结构;修边冲孔类模具采用导板+导柱结构。

⑵工序件定位按冲压工艺方案规划的方式设计结构。

⑶模具材料选用及热处理:成形类模具工作部位零件选用Cr12MoV,热处理硬度为56~60HRC,与制件摩擦剧烈的模具零件表面TD处理;为减少冲压生产冲击的刃口崩裂,提升模具寿命,落料刃口选用Cr12MoV,上模刃口热处理硬度为55~58HRC,下模刃口热处理硬度为56~60HRC;异形修边类刃口选用Cr12Mo1V1,上模刃口热处理硬度为55~58HRC,下模刃口热处理硬度为56~60HRC;冲孔冲头选用厚板冲头,表面TiCN处理。冲孔冲头固定板材料选用45钢,调质处理硬度为28~32HRC;侧切冲头固定板材料选用45钢,淬火处理硬度为45~50HRC。

⑷快拆快换:在与制件摩擦剧烈的成形部位,在异形、尖锐、薄弱的刃口都需要小型化设计,以便量产维护维修,快速调整更换。

⑸压料板受力平衡:压料板需设计增加平衡块或锥形定位销,避免压料受力不平衡;成形类模具的压料板导向方式采用导板结构。

⑹弹性元件的选用:选用的压料元件采用氮气弹簧,确保产品质量的稳定性。

每套模具结构的设计要点

⑴OP05落料冲孔模:落料先于冲孔工作,落料刃口设计斜刃,以降低冲裁力及噪声。

⑵OP10拉深成形模及OP20成形整形模:根据CAE分析模型,采用压力机的气垫压力成形大面后,凸模再成形凸包及B4区,凸模设计防侧向力结构。凸模TD处理。压料板底部增加镦死垫块,在模具运动到底位置时,实现对产品整形。

⑶OP30修边冲孔模:冲孔的位置度影响后工序翻孔底孔边缘导角的均匀度,冲裁间隙影响冲裁断面的光亮带;而翻孔底孔边缘压C角的均匀度及冲裁断面的光亮带直接影响翻孔质量(翻孔高度均匀度、翻孔边缘的齿状裂纹及开裂缺陷),因此压料板选用