1零件结构及工艺性分析

图1所示零件分别为背门外板下段及顶盖后段，材质分别为CR180和CR4，料厚均为0.85 mm，材料力学性能如表1所示。

图1 背门外板下段及顶盖后段

表1 CR180和CR4材料力学性能

从图1可以看出，2个零件深度较浅，且深度基本一致，可采用阻力较大的拉深筋控制拉深时的材料流入量。
零件为轴对称形状，通过对拼工艺一方面可以提高生产效率；另一方面也可以使拉深工艺补充更加有利于零件的成形。

2有限元仿真模拟

利用三维造型软件对零件模型进行工艺补充，采用AutoForm软件建立有限元模型，如图2、图3所示。

图2 背门外板下段有限元模型

图3 顶盖后段有限元模型

经仿真优化得到符合工艺要求的结果，成形极限、材料流入量结果如图4~图7所示，仿真结果显示2个零件的成形性良好，材料流入量均接近于零，满足工艺要求。

图4 背门外板下段成形极限

图5 顶盖后段成形极限

图6 背门外板下段材料流入量

图7 顶盖后段材料流入量

3各工序工艺概述

考虑冲压效率及机床的承载能力，先将2个零件分别与绕自身旋转180°后的零件对拼，并保留适当的拼接距离，如图8中的a、b所示，选择双槽工艺。

图8 对拼后的零件

冲压工艺共有5道工序，分别为拉深、修边侧修边冲孔、修边侧修边整形、侧冲孔侧整形修边、修边翻边。

图9所示为拉深工序，通过调整拉深补充及拉深筋造型调整2个零件的成形力和压边力，最终保证2个零件成形力和压边力基本一致，以避免零件成形过程中因成形力不一致造成模具偏载，2个零件的冲压中心距机床中心的距离也需一致。
模具中心1与机床中心重合，另外通过调整局部工艺补充面2，使零件局部非对称，在零件调试过程中起到防止零件反向放置的作用。
3为凸模分模线，通过优化分模线的形状位置来优化零件的成形性。
4为阻力较大的拉深筋，用于提高零件的塑性变形能力，并避免因材料流入量不稳定而造成最终成形零件质量不稳定的现象。

图9 拉深工序

图10所示为修边侧修边冲孔工序，将部分废料沿修边冲孔轮廓线5切除，为后工序分离、翻边整形做准备，并预冲后工序非对称检查孔。
通过使用二次切断刀6，保证废料尺寸满足技术要求。
适当缩小2个零件的中心距，以避免模具尺寸过大。

图10 修边侧修边冲孔工序

图11所示为修边侧修边整形工序，将大部分的废料沿修边轮廓线8切除，9为整形分模线。
背门外板下段：对分模线以内的区域整形为零件形状；顶盖后段：对环形分模线以外区域进行整形，为后工序二次整形做准备。
通过使用非对称检查孔7、10，避免零件成形过程中位置放反。

图11 修边侧修边整形工序

图12所示为侧冲孔侧整形修边工序，背门外板下段：将其余废料沿修冲轮廓线12切除，2个零件分离；顶盖后段：冲孔。
将二次预成形区侧整形为零件形状，13为侧整形分模线。
通过使用非对称检查孔11，避免零件成形过程中位置放反。

图12 侧冲孔侧整形修边工序

图13所示为修边翻边工序，背门外板下段：将需要翻边的区域沿翻边分模线14翻边成形，得到2个相同的背门外板下段零件。
顶盖后段：将需要翻边的区域沿翻边分模线14翻边成形，其余废料沿修边轮廓线15切除，2个零件分离，得到2个相同的顶盖后段零件。
通过使用非对称检查孔16，避免零件成形过程中位置放反，适当增加2个零件的中心距，保证模具空间满足设计要求。

图13 修边翻边工序

4最终零件及检测结果

现场调试成形得到最终零件，如图14、图15所示。
现场零件成形过程良好，与仿真分析结果一致。
图16、图17所示为最终零件的检测结果，2个零件的型面偏差符合技术要求，仅局部区域超差。

图14 背门外板下段零件

图15 顶盖后段零件

图16 背门外板下段检测结果

图17 顶盖后段检测结果

▍原文作者：解松 1孔悦晖 2王耀 3赵玲玲 1解衍强 4

▍作者单位：1. 天津轻工职业技术学院；2. 天津津荣天宇精密机械股份有限公司；3. 河北工业大学