3 工藝設(shè)計存在的問題和解決方案

3.1 工藝設(shè)計存在的問題

設(shè)計評審是模具工藝設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一般在工藝流程完成后組織內(nèi)部評審，在公司的生產(chǎn)實踐中驗證該工藝方案的可行性，可以開展模具設(shè)計和制造。

該工藝通過評審結(jié)合生產(chǎn)實際存在一些問題，具體如下。

（1） 成形工序除殼體R角外，其余尺寸直接翻邊為設(shè)計要求的波浪直筒形狀。殼體基本尺寸與產(chǎn)品設(shè)計尺寸一致，材料的彈性變形、模具翻邊間隙、鋼板纖維方向等因素，導(dǎo)致離合器蓋翻邊后直徑尺寸呈不規(guī)則回彈變形，實際成形時，殼體的直徑尺寸易波動。

（1） 后工序以離合器蓋內(nèi)型腔和輔助定位為基準(zhǔn)進(jìn)行二次整形、沖中心孔、精壓、校平等加工時，離合器蓋不能順利放入模具內(nèi)，不能準(zhǔn)確定位，通過模具工作時將離合器蓋壓入模具內(nèi)并隨形自找正，容易造成放件、取件困難，并使離合器蓋、模具凹模、凸模拉傷嚴(yán)重，模具需頻繁拋光維修，離合器蓋圓度、直徑尺寸、壁厚存在差異。

3.2 工藝優(yōu)化解決方案

分析審核意見后進(jìn)行工藝改進(jìn)、模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化、縮短工藝路線、降低加工誤差，盡量做到關(guān)鍵尺寸一步工序完成。主要工藝優(yōu)化了成形和整形校平 2道工序：①改進(jìn)沖壓工藝和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，在成形工序中將鋼板料片預(yù)翻邊為波浪錐筒形狀；②在整形校平工序通過2次翻邊和內(nèi)反鐓校平，沖壓零件最終成為波浪直筒形狀^[4]，改進(jìn)后工序如表2所示。

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3.3 問題改進(jìn)效果

（1） 沖壓成形工序：零件預(yù)成形翻邊為波浪錐筒形狀，精壓沖孔及整形校平以離合器蓋內(nèi)型腔為定位基準(zhǔn)，利用錐體形狀有自定位的特點，加上相應(yīng)的輔助定位，使定位、放件、取件更準(zhǔn)確、容易，減 21小了離合器蓋2次定位產(chǎn)生的沖壓加工誤差。

（1） 整形校平工序：通過 2 次翻邊和內(nèi)反鐓校平，離合器蓋成為波浪直筒形狀，成形零件的直徑等關(guān)鍵尺寸1次成形達(dá)到設(shè)計要求。

（2） 上述2道關(guān)鍵工序的凹模、凸模均采用了分體結(jié)構(gòu)以便維修、調(diào)整，凹模鑲件使用表面TD處理技術(shù)改善翻邊時零件拉傷情況和模具零件的磨損，零件的同軸度、尺寸精度和外觀質(zhì)量均得到有效改善。

4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計和問題分析

根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和工藝流程的分析進(jìn)行了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，以下重點介紹工序③的成形模、工序⑤ 的精壓沖孔和工序⑧的整形校平3副模具結(jié)構(gòu)。

4.1 成形模設(shè)計

成形模設(shè)計時在離合器殼體的翻邊部分與軸向設(shè)計夾角，翻邊為波浪錐筒形，錐頂為離合器蓋的直徑尺寸，模具結(jié)構(gòu)如圖10所示，角度的選擇主要基于以下2個方面。

（1） 利用錐體形狀有自定位的特點，加上相應(yīng)的輔助定位，在后工序（整形校平）2次翻邊時，以離合器殼體內(nèi)型腔定位能夠順利放入模具凸模上，能準(zhǔn)確定位減小誤差，操作時容易放件、取件。

翻邊角度如果取得太小，離合器殼體翻邊后接近波浪直筒，改進(jìn)前的缺點依然會存在；翻邊角度如果取得較大，則無法準(zhǔn)確定位。

改進(jìn)后的整形校平工序是2次翻邊與校平同時進(jìn)行，離合器殼體的直徑等關(guān)鍵尺寸一步完成達(dá)到零件設(shè)計的波浪直筒形，為減少回彈保證尺寸精度，模具零件間隙設(shè)計很小，增加了2次翻邊的（1） 難度，也增大了模具零件磨損和離合器殼體拉傷的概率。

通過以上分析，翻邊角度的選取應(yīng)在以下范圍內(nèi)較適宜：錐頂半徑-錐底半徑≈（0.5~0.6）t，其中t為材料厚度，既符合錐體自定位的特點，又可減少2次翻邊的難度。

經(jīng)計算求得整數(shù)單邊角度為4°，取值約為0.53（此時殼體波浪錐筒形的錐底比錐頂單邊t 大3.7 mm，材料厚度7 mm）。

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4.2 精壓沖孔模設(shè)計

精壓沖孔模要完成精壓、沖中心孔、標(biāo)識和校平工序，其結(jié)構(gòu)如圖11所示。模具增加可靠性連接和定位以提高生產(chǎn)穩(wěn)定性，方便使用、維修和保證零件成形質(zhì)量，模具的相對高度、相對位置和沖裁間隙、精壓壓塊、配合部分都需要進(jìn)行計算。

4.3 整形校平模設(shè)計

整形校平模結(jié)構(gòu)如圖12所示。

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離合器殼體在成形時翻邊為波浪錐筒形，在該工序采用殼體內(nèi)型腔定位可自找正，實現(xiàn)了零件放入、取出操作準(zhǔn)確、方便快捷。

改進(jìn)后的整形校平工序是二次翻邊與校平同時進(jìn)行，使離合器殼體最終成為波浪直筒形，成形零件的直徑等關(guān)鍵尺寸一步完成并達(dá)校平采用內(nèi)反鐓形式可以保證螺栓孔有效平區(qū)，外反鐓和內(nèi)反鐓的區(qū)別如下：

①外反鐓：優(yōu)點是殼體校平后的平面區(qū)范圍大且穩(wěn)定，校平塊強(qiáng)度稍好；缺點是殼體必須是直筒形，在模具上定位、放件、取件困難，同時需要在校平前增加一道車削大端面工序，車削加工用時久、效率低，且外反鐓容易使殼體產(chǎn)生擦傷、裂口、（1） 外徑脹大，對模具整體損傷大，影響成形零件質(zhì)量；

②內(nèi)反鐓：優(yōu)點是取消了車削大端面工序，生產(chǎn)效率大幅提高，利用 Adams 軟件驗證廢料添加外力的作用及位置對廢料滑落狀態(tài)的影響，以此判定是否需要頂料銷或掛鉤、頂料銷的力的大小和方向以及頂料銷和掛鉤的位置等。

某車型翼子板異形廢料滑落在沖裁過程中，運用Adams在廢料上設(shè)定添加外力的位置及大小，如圖11（a）所示。

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模擬結(jié)果顯示，通過在異形廢料直邊處添加向上的外力，廢料滑落順暢。在模具整改過程中，根據(jù)模具有限空間，在上模鑲件上增加掛鉤裝置，并且使掛鉤對異形廢料的施力點對應(yīng)Adams模擬點位，如圖11（b）所示，經(jīng)過整改后解決了該廢料卡料問題。

正修側(cè)修復(fù)合廢料，在生產(chǎn)過程中比正修、側(cè)修異形廢料更容易卡料，解決方法也更復(fù)雜，所以在模具前期設(shè)計中，應(yīng)盡量避免此類工藝或?qū)ζ溥M(jìn)行廢料滑出模擬，以便于縮短模具整改、驗收周期。

3 結(jié)束語

Adams軟件操作簡單，能模擬生產(chǎn)過程中異形廢料滑出過程，并能準(zhǔn)確布置頂料銷和掛鉤等外力裝置的位置及檢測仿真力的大小。

在模具開發(fā)階段運用Adams對產(chǎn)品中的異形廢料的滑出進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)廢料滑出不暢的原因并加以解決，為后期的模具交付縮短周期，節(jié)省時間和財力物力。

對廢料產(chǎn)生方式進(jìn)行分類，通過其模擬結(jié)果與實際生產(chǎn)結(jié)果對比，可以得出這三類廢料的卡料頻次和解決方案的難易程度：正修側(cè)修異形廢料＞側(cè)修異形廢料＞正修異形廢料。

對于內(nèi)板件中，產(chǎn)品有異形孔時，在上模鑲件上設(shè)置頂料銷不宜少于3個；在工序排布和模具設(shè)計時，應(yīng)盡量避免廢料兩端都搭接廢料刀背的情況產(chǎn)生。

正側(cè)修邊異形廢料通常需要增加外力裝置，可以用Adams確定外力的形式、作用位置及力的大小。

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