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      案例剖析

      汽車模具設計-某車型B柱零件-產品工藝優化簡化分析[智恩模具]

      Date:2018-04-05

      前許多汽車廠家在保證車身零部件精度和造型的同時,要求降低汽車的制造成本,將多個零件組合在1副模具上生產,從減少成形工序,減少機床的使用次數以及提高材料利用率等方面入手實施。目前汽車B柱零件的成形也在嘗試著從以前的4個工序減少到3個工序甚至2個工序,可以大大降低模具的成本和減少機床使用數量。但與此同時,模具結構更復雜,精度要求更高。通過對汽車車身B柱零件的工藝分析及模具結構進行研究,將以前需要2個工序才能完成的整形和翻邊整合到1個工序中,即將2副模具變為1副模具,實現了減少零件沖壓工序,為汽車制造節約了成本,提高了生產效率。

      某車身B柱類零件如圖所示,零件結構復雜,并要求采用某車身零件落料模上的廢料制造此零件的拉深坯料。同時要求多個零件同時在1副模具上進行生產。因此工藝排樣上的難度增大,模具結構的難度也相應增大。零件A-A處形狀有2個臺階面,且零件受坯料外形限制和零件自身形狀的約束,此處形狀拉深不能一次成形,需要先拉深,再修邊,再整形出臺階面,最后翻出側壁面,共需4個工序,但由于客戶機床數量的限制,只能由3個工序完成,零件在工藝排樣和模具結構設計上需要經過認真分析和巧妙構思。經多次對拉深和拉深后工序的工件形狀進行補充和分析,并對后工序的整形翻邊分析后,最終確定了以下3個工序進行模具設計。

      OP10拉深

      OP20修邊沖孔

      OP20修邊沖孔在第2工序中將拉深工序件未成形到位的邊緣料先裁剪掉,以滿足后工序整形翻邊的需要,同時保留一部分邊緣未裁剪,其原因在于該工序模具是由多個零件組合,便于模具壓料器有足夠的強度以滿足模具使用壽命要求。

      OP30修邊沖孔翻邊

      OP30修邊沖孔翻邊第3工序上對拉深坯料形狀未成形到位進行整形和翻邊。對第2工序未裁剪掉的邊緣料進行裁剪從而沖壓出最終零件。

      先整形再翻邊最后修邊

      從整形、翻邊和修邊工序進行分析,需先整形再翻邊最后修邊,要實現先整形后翻邊,需要在本工序設計2個壓料器對拉深坯料分別進行整形和翻邊,以達到零件最終成形形狀,同時需使2個壓料器有先后運動關系才能滿足零件形狀尺寸和精度。

      力的計算-OP30工序所需沖壓力,根據圖中的修邊線、整形分模線、翻邊分模線長,并根據標準公式,所需力計算如下:

      輪廓線長:修邊線=720mm,整形線=430mm,翻邊線=120mm。料厚t=0.65mm。

      切邊所需沖裁力:P1=l×t×a=16380kN。

      整形力:P2=l×t×a×0.5=4892kN。

      整形壓料器所需壓料力:F1=4892×0.2=980kN。

      翻邊力:P3=l×t×a×0.5=1365kN。

      翻邊壓料器所需壓料力:F2=1365×0.2=273kN。

      模具結構簡圖

      模具結構簡圖如圖所示,凸模形狀按零件形狀設計,而壓料器在工作中主要滿足壓料功能,其中整形壓料器在工作中既要滿足壓料功能,還要有整形鑲塊的功能,因此氮氣彈簧需提供的力為整形力與翻邊壓料器所需壓料力之和。


      -END-

      智恩模具/設計師:皓辰

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