摘要：针对翼子板安装支架的零件特点及结构要求，制定了合理的冲压工艺，设计了包含15个工位的级进冲压工艺方案。采用对称排样中间载体的形式，并在载体上冲出T型废料槽，通过翻成的竖立直边实现后续成形工序的送料导向，通过内、外导料板提高带料送进导向精度。本文对翼子板安装支架冲压工艺及模具设计进行分析
关键词：翼子板安装支架；冲压工艺；模具设计
1冲压工艺分析
SCG1+Z属于冷轧镀锌钢板，具有良好的耐腐性和冲压成形性能。该工件结构相对复杂，但没有尖角，属于薄板件;工件整体形状较规则，但结构不对称，且尺寸精度要求较高，为减小回弹并保证冲压时模具的受力平衡，采用对称成形再切开的冲压方法。图1为翼子板安装支架零件，支架的作用是将翼子板固定在汽车车架上。
支架结构尺寸如图2所示，工件精度要求较高，尤其是翻边尺寸及厚度公差有一定要求，未注尺寸为自由公差，精度等级为IT13级。考虑到工件大批量生产，故采用冲压加工方法。
2模具总体方案设计
支架工件主要包含落料、冲孔、翻边和成形等冲压工序。支架主体上R5mm的圆角特征通过成形工序获得，圆角区有一凸包特征，凸包所处位置及形状复杂，凸包的成形对圆角区形状和尺寸精度会产生一定影响。为避免凸包成形时对圆角区成形精度的影响，可将成形区周围材料去除后进行预成形，凸包成形后再通过整形工序对圆角区和直边特征加以改善。支架两侧宽度为4mm的直边部分通过翻边工序获得。由于工件工序较多，且工件尺寸不大，生产批量较大，确定采用冲孔－切边－成形－翻边－整形－切断的级进冲压工艺方案。
支架工件为成形件，为保证带料顺利送进，冲压过程中采用浮料板将带料托起，通过侧刃和导正销控制送料进距，制件和废料采用下出件方式。由于制件料厚不大，且表面质量及尺寸精度要求较高，因此采用弹压卸料方式，带料通过导料板控制送进方向。支架冲压成形的大体过程如图3所示。其中3a为冲切好的坯料。3b为预成形工序。3c为翻边工序。3d为成形工序。3e为切断工序。
3排样设计
3.1载体形式选择
工件采用对称排样，以提高生产效率;同时，为提高材料利用率，采用中间载体形式。成形工序开始前，通过带料侧边和导料板导料面的接触实现送进导向;成形工序开始后，由于带料两侧没有设置辅助载体，因此，为解决带料全程精确送进导向问题，设计中利用在带料中间载体上冲出T型槽并进行翻边的工艺，实现内外导料板联合送进导料方式。
3.2工位设计
根据前述冲压工艺分析和模具总体结构设计，设计了如图4所示的排样工艺，共有15个工位。工件采用对排排样方式，一方面可以提高材料利用率，另一方面可以增加带料刚性，利于带料送进。
(1)工位1:冲坯料精定位的8.1mm和2×6．1mm的导正销孔，同时冲切单侧定距侧刃缺口，以便后续对带料进行定距。
(2)工位2:冲切下方T型废料槽，其作用一方面是为了后续R5mm圆角特征的预成形需求，将成形部位周围的材料去除;另一方面T型槽的弧形头部在后续工序7进行翻边。
(3)工位3:为空工位，安排在上方T型冲切槽之前，以满足凸模安装空间及凹模强度要求。
(4)工位4:冲切上方T型废料槽，作用同工位2所述。
(5)工位5:空工位，以满足凸模安装空间及凹模强度要求。
(6)工位6:切边工序，去除成形前毛坯周围的部分废料。
(7)工位7:翻边成形，对工位2和工位4所冲切的T型槽头部弧形进行翻边，通过翻成的竖立直边，借助内导料板进行带料送进导向，实现从工位8开始的后续工序带料的精确导向。T型冲切废料槽及翻边结果示意如图5所示。
(8)工位8:预成形，对支架主体上R5mm的圆角特征进行预成形，同时成形圆角区的凸包特征。
(9)工位9:右翻边，通过翻边获得支架右侧宽度为4mm的直边部分。
(10)工位10:左翻边，通过翻边获得支架左侧宽度为4mm的直边部分。
(11)工位11:整形工序，对前述工序中成形不充分的特征加以改善，以提高工件的形状和尺寸精度。
(12)工位12:成形工序，对工位8中预成形的支架L型直边部分进行二次成形，获得产品所需的形状和尺寸。
(13)工位13:空工位。
(14)工位14:冲孔工序，冲工件上7mm的装配孔。
(15)工位15:切断工序，切除中间载体，使工件与带料载体分离，获得最终支架零件。
3.3排样参数确定
3.3.1毛坯展开尺寸
由于支架工件形状较复杂，按理论公式计算无法保证其准确性，故采用UG8.5中的“分析→分析可成形性→一步式”进行工件展开尺寸计算，展开长度和宽度尺寸为43.3169mm和50.7444mm。结果如图6所示。
3.3.2条料宽度B0B0=(b+a+W+C)×2+A式中:B0为条料宽度，mm;b为侧刃宽度，mm;a为侧搭边值，mm;W为工件宽度方向尺寸，mm;C为废料槽宽，mm;A为载体宽度，mm。将b=4.4mm，a=3mm，W=50.744mm，C=9.5mm，A=13mm代入上式，得:B0=(b+a+W+C)×2+A=(4.4+3+50.744+9.5)×2+13=148.288mm圆整后取条料宽度为148mm。
3.3.3送料步距SS=L+a0式中:S为送料步距，mm;L为工件长度方向尺寸，mm;a0为冲裁件间搭边值，mm。将L=43.3169mm，a0=5mm代入得:S=L+a0=43.3169+5=48.3169mm，取整得S=48mm。综上分析计算，支架冲压排样如图4所示。
4模具结构及设计特点
4.1内外导料板结构
支架工件为冲压成形件，在初始的各冲切工位上，可借助带料侧面通过外导料板实现送进导向;从工位8开始的后续各工位，由于支架主体上的L型特征成形后，带料侧面无法用作导料面。支架工件的成形精度要求较高，因此，为保证带料在冲压过程中的全程精确送进导向，本设计中采用在带料载体上冲切T型废料槽，进而将T型槽的弧形头部进行翻边，得到竖立的直边特征。在后续各成形工序中，通过内导料板上端凸出的矩形凸台侧面与竖立直边的接触实现料带送进导向，从而实现带料的全程精确送进导向。翻边特征导料示意如图7所示，内导料板结构如图8所示。
4.2垫脚及托板设计
由于该模具工位较多，模架的长度尺寸较大，因此需要的压力机工作台尺寸较大，导致模具的闭合高度无法满足压力机的最小装模高度，本文设计了可增加模具闭合高度的上、下托板和垫脚结构，如图9所示。
4.3模具结构
翼子板支架级进冲压模具结构如图9所示。
5结语
通过在模具上增加上下托板和垫脚结构，很好地解决了模具闭合高度与压力机装模高度的匹配问题。该模具采用三维设计，便于模具的并行工程和后续数控加工程序的生成。
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论文作者:张乾
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/1
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