摘要：對同類橫梁成形工藝進行了分析，在工藝設(shè)計中找出共同點和不干涉處，并設(shè)計出適合同類橫梁沖孔加工的組合模具。詳細介紹了工藝設(shè)計思路和組合模的結(jié)鉤。
關(guān)鎮(zhèn)詞：汽車橫梁；工藝設(shè)計；組合模其

1 引言

時代的發(fā)展，個性化越來越淋漓盡致地體現(xiàn)在汽車開發(fā)上，汽車生產(chǎn)的多品種、小批量是必然趨勢。而汽車零件的生產(chǎn)離不開模具，模具設(shè)計的合理性直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、制造成本及新產(chǎn)品投產(chǎn)周期。為了縮短模具的制造時間，減少模具投入費用，對汽車橫梁沖孔工藝及模具設(shè)計進行了新的嘗試，把原來專用模設(shè)計成多用組合模。大大減少了模具投入，既縮短了新產(chǎn)品投產(chǎn)時間，又降低了產(chǎn)品成本。

2 汽車橫梁工藝分析

2.1 工藝特點

經(jīng)對產(chǎn)品設(shè)計系列化和歸類，最后將27種橫梁歸類為7種。見圖1所示。

圖1 汽車橫梁

從圖1可見，7種梁有2種外形相同，7種梁的孔位有部分相同、通過計算機繪圖、優(yōu)化和歸類，最后確定2種孔位，見圖2所示。大大減少沖孔模的投入數(shù)量。

圖2 橫梁的孔位

2.2 工藝設(shè)計

根據(jù)產(chǎn)品的使用要求及產(chǎn)品本身強度要求，汽車橫梁的成形工藝確定為：落料、沖孔->彎曲。按圖2孔位設(shè)計2副沖孔模，按圖1橫梁外形設(shè)計1副組合成形模，這3副模具包含所有7種橫梁的加工。在沖孔模設(shè)計中，對圖2中涂黑孔處的凸模做成快換凸模，因為橫梁成形時、這些孔正好在彎曲部位。影響產(chǎn)品外形，也對模具損傷厲害。同時在模具閉合高度上設(shè)計成2種高度，這樣，7種橫梁歸類為4種，見圖3所示，既不影響產(chǎn)品要求，又減少產(chǎn)品品種，便于產(chǎn)品組織生產(chǎn)。

圖3 歸類后的4種橫梁

3 模具設(shè)計

3.1 沖孔模設(shè)計

3.1.1 閉合高度調(diào)整

板料用定位板定位，隨著上模下行，進行沖孔和切邊。為了有效控制模具閉合高度，在模具結(jié)構(gòu)中采用閉合高度調(diào)節(jié)器2(詳見圖4)。用調(diào)節(jié)器的長端時，閉合高度調(diào)至815mm，沖1種橫梁。用調(diào)節(jié)器的短端時。閉合高度調(diào)至805mm，沖另1種橫梁。閉合高度差為l0mm。

圖a 沖孔模結(jié)構(gòu)
1.支承柱2.調(diào)節(jié)器

3.1.2 支承柱

模具要切外邊和沖52個孔，最大孔徑l00mm，為了保證推料力大小及分布合理，在上模座相應處鉆孔放置32個聚氨酯橡膠。由于有6300kN的沖裁力，100mm凸模又正好在上模座下面，因此須用3個支承柱分別布置在100mm孔上方中心處，既便于加工、制造，又保證模具強度。

3.1.3 快換凸模

開始設(shè)計時，未采用快換凸模結(jié)構(gòu)，試模時發(fā)現(xiàn)，壓彎梁時，在彎曲線附近的孔嚴重變形，模具刮傷厲害，由此改換成快換凸模.快換凸模結(jié)構(gòu)見圖5所示。

圖5 快換凸模結(jié)構(gòu)

壓直梁時 ，產(chǎn)品需要這些孔，將凸模裝上。壓彎梁時，產(chǎn)品不需要這些孔，則將凸模卸下。從圖5可見，凸模固定座與固定板部分裝配尺寸與原凸模一致，使固定板不偏重制。快換凸模與凸模固定座用螺紋緊固連接。35mm孔凸模上采用了內(nèi)螺紋連接，便于快換。13mm孔凸模只能用外螺紋進行快換，同時卸料板上相應孔要加大，使快換工具可以放入。因為橫梁板料較序，即便卸料孔大，也不會影響制件成形質(zhì)量。

3.2 成形模設(shè)計

成形棋采用了組合結(jié)構(gòu)，如圖6所示，不僅對7種橫梁的2種外形進行組合，還可在一定范圍內(nèi)對其它形狀進行組合。

圖6 橫粱成形模

3.2.1 凸模設(shè)計

從圖6可見，凸模由凸模座和凸模鑲塊2部分組成，換模時整體更換，可以避免凸模鑲塊變形。

3.22 凹模設(shè)計

如果僅開檔不同，可以通過調(diào)整插片尺寸，采用不同厚度的插片獲取不同的成形尺寸。插片結(jié)構(gòu)見圖7，插片上螺栓位置設(shè)計成長槽，很容易插換。插片材料采用45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。

圖7 插片結(jié)構(gòu)

4 結(jié)束語

以上沖孔和成形組合模已投產(chǎn)2年，易損件便于快換，便于組合，成形零件質(zhì)量穩(wěn)定。由此得出以下結(jié)論：

(1) 對汽車橫梁上的孔進行歸類、優(yōu)化，利用快換凸模和模具進行生產(chǎn)。用閉合高度調(diào)節(jié)器調(diào)整模具閉合高度，可在1副沖孔模上生產(chǎn)多種產(chǎn)品。

(2) 組合成形模上通過對凸模、插片、頂件板的局部更換，可以生產(chǎn)多種規(guī)格的汽車橫梁。