許大匯

（四川永貴科技有限公司，錦陽 621000）

1 產(chǎn)品的工藝性分析及工藝方案

1.1 產(chǎn)品的形狀

如圖1所示，產(chǎn)品外形尺寸為1164.6×678.5×53.4，料度度T=0.5，材質(zhì)為DX53D。

圖1 產(chǎn)品的形狀

1.2 產(chǎn)品的CAE分析

用UG等3D軟件對模型做一些必要的模型修整，保存為曲面文件便于數(shù)據(jù)導入Dynaform分析軟件中，利用前處理模塊并進行有限元網(wǎng)格劃分，建立用于模擬分析的有限元模型。在軟件中定義板料及其材料參數(shù)、成形工具（包括上模、下模、壓邊圈）、等效壓料筋，同時設置模擬控制參數(shù)（包括速度、壓力、閉合狀態(tài)等），然后提交到求解器進行模擬計算。經(jīng)過后處理模塊分析模擬計算的結(jié)果，主要分析數(shù)據(jù)包括零件減薄率云圖和零件成形極限圖。

從軟件分析結(jié)果中可看到后蓋拉深后的產(chǎn)品缺陷，如開裂、起皺、拉深不足等。對于缺陷產(chǎn)品的處理首先是優(yōu)化改善成形工藝，優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)及尺寸，當成形工藝上無法解決時就得在滿足產(chǎn)品性能及質(zhì)量的前題下優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)并做相應的尺寸更改，通過產(chǎn)品的優(yōu)化及軟件的數(shù)次模擬，能夠使產(chǎn)品一次成形并能得到較好的效果。在軟件中設置等效壓料筋，并定義不同部位的壓料筋阻力。圖2為設置壓料筋后成形極限圖。

根據(jù)模擬結(jié)果定義壓料筋的阻力，開裂部分處力減小，而起皺部分處則增加阻力。從圖2中可以看到，產(chǎn)品的起皺部分（圖中洋紅色）較沒有壓料筋前得到了很大改善，但起皺與開裂又是個矛盾體，圖中產(chǎn)品出現(xiàn)了開裂現(xiàn)象（圖中紅色部分），那么，解決方向就是要找到起皺與開裂之間的平衡點。在模具上對開裂處成形凸凹模進行拋光，減小開裂處壓料筋的高度以減小進料阻力，并在產(chǎn)品充許范圍內(nèi)對凹?？诓窟M料部分成形半徑R進行加大修正并拋光，對成形凸模頂部成形半徑R進行相同處理。

圖2 設置壓料筋后成形極限圖

2 模具設計

采用單動沖床，模具結(jié)構(gòu)設計為倒裝拉伸模，壓邊圈在下，凸模則為下模，成形凹模設計為上模，主要成形零件凸模板、凹模板均采用整體式，這樣模具的強度能得到保證，結(jié)構(gòu)也較簡單。

模板采用鑄壓件取得毛坯模板，這樣可節(jié)約模具材料及數(shù)控加工的成本。上下模板采用加工中心加工，機加工完后均要打磨拋光，有利于成形時料的順利流動。模具成形凸、凹模材料用CrMoCu合金鑄鐵，鑄鐵的自潤滑性有助于薄板金屬的料流動，對拉伸件制件有較好的成形效果，此材料具有較好的耐磨擦性，在模具裝配好進行試模產(chǎn)品合格后，再對成形部分進行局部熱處理，以便增加其硬度，進一步增強模具的耐磨性，從而更能提高模具的使用壽命。上下模成形處的成形圓角R亦是成形的關鍵因素,由于事先用軟件對產(chǎn)品進行模擬得到了產(chǎn)品成形極限圖，根據(jù)以上的軟件模擬結(jié)果，采用模擬軟件中的圓角半徑參數(shù)作為模具設計重要參考尺寸。

模具工作中，上模、下模、下脫料板及成形材料相互接觸，將會形成較為封閉的空間，這樣模具內(nèi)會形成非常大的空氣壓力，造成成形困難，增加了產(chǎn)品成形不足、開裂及起皺的機率，所以模具的排氣設計也很關鍵。因此，需在凹模板及凸模板上均設計直徑為10～14mm的圓排氣孔，而且，所有排氣孔均要引氣到模具外，保證排氣暢通。

模具中另一非常重要的結(jié)構(gòu)是壓料筋，這也是此后蓋拉伸模成功的關鍵部件。由于產(chǎn)品的不規(guī)則性，材料流入模具時其流速不一致，拉伸模具壓料筋在拉伸時會壓住料，使拉伸料不至于翹起，還可以控制拉伸料流入型腔的速度，使進料阻力基本保持一致，使周邊流入凹模的材料保持均衡。拉伸時，壓料力如果小了，拉伸件就有可能會起皺；壓料力過大了，拉伸件就有可能會被拉裂、拉斷。拉伸產(chǎn)品的起皺和拉裂是最大的問題，也是互相矛盾的存在體，能找到起皺和拉裂的平衡點就基本解決了產(chǎn)品的拉伸成形問題。所以，拉伸模具在開始試模時，一般都需要對壓料力進行調(diào)節(jié)，最方便的調(diào)節(jié)方式就是通過調(diào)整壓料筋的高度來調(diào)節(jié)壓料阻力。由于上面用模擬軟件進行了分析，很清楚材料的流動阻力分布情況，在模具設計中就能有針對性地、可預見性地設計壓料筋的形狀及并進行布置。由于會在試模中調(diào)整壓料筋的高度來調(diào)整壓料力大小，所以設計壓料筋時，要設計成模內(nèi)快拆結(jié)構(gòu)，方便拆卸以調(diào)整壓料筋的高度。

3 結(jié)論

模具試模后結(jié)果與軟件分件是一致的，再次反復通過軟件進行分析，利用分析結(jié)果結(jié)合實際情況改善方案，最終取得了較好效果。

[1]《沖模設計手冊》編寫組.模具設計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999：4-9.

[2]黃毅宏，李明輝.模具制造工藝[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999：5-8.

[3]龔紅英，劉克素，董鵬.金屬塑性成形GAE應用——DYNAFORM.北京：化學工業(yè)出版社，2015：100-105.