汽车模具设计-某车型B柱零件-产品工艺优化简化分析

汽车模具设计-某车型B柱零件-产品工艺优化简化分析

目前许多汽车厂家在保证车身零部件精度和造型的同时，要求降低汽车的制造成本，将多个零件组合在1副模具上生产，从减少成形工序，减少机床的使用次数以及提高材料利用率等方面入手实施。目前汽车B柱零件的成形也在尝试着从以前的4个工序减少到3个工序甚至2个工序，可以大大降低模具的成本和减少机床使用数量。但与此同时，模具结构更复杂，精度要求更高。通过对汽车车身B柱零件的工艺分析及模具结构进行研究，将以前需要2个工序才能完成的整形和翻边整合到1个工序中，即将2副模具变为1副模具，实现了减少零件冲压工序，为汽车制造节约了成本，提高了生产效率。

某车身B柱类零件如图所示，零件结构复杂，并要求采用某车身零件落料模上的废料制造此零件的拉深坯料。同时要求多个零件同时在1副模具上进行生产。因此工艺排样上的难度增大，模具结构的难度也相应增大。零件A-A处形状有2个台阶面，且零件受坯料外形限制和零件自身形状的约束，此处形状拉深不能一次成形，需要先拉深，再修边，再整形出台阶面，最后翻出侧壁面，共需4个工序，但由于客户机床数量的限制，只能由3个工序完成，零件在工艺排样和模具结构设计上需要经过认真分析和巧妙构思。经多次对拉深和拉深后工序的工件形状进行补充和分析，并对后工序的整形翻边分析后，最终确定了以下3个工序进行模具设计。

OP10拉深

OP20修边冲孔

OP20修边冲孔在第2工序中将拉深工序件未成形到位的边缘料先裁剪掉，以满足后工序整形翻边的需要，同时保留一部分边缘未裁剪，其原因在于该工序模具是由多个零件组合，便于模具压料器有足够的强度以满足模具使用寿命要求。

OP30修边冲孔翻边

OP30修边冲孔翻边第3工序上对拉深坯料形状未成形到位进行整形和翻边。对第2工序未裁剪掉的边缘料进行裁剪从而冲压出最终零件。

先整形再翻边最后修边

从整形、翻边和修边工序进行分析，需先整形再翻边最后修边，要实现先整形后翻边，需要在本工序设计2个压料器对拉深坯料分别进行整形和翻边，以达到零件最终成形形状，同时需使2个压料器有先后运动关系才能满足零件形状尺寸和精度。

力的计算-OP30工序所需冲压力，根据图中的修边线、整形分模线、翻边分模线长，并根据标准公式，所需力计算如下：

轮廓线长：修边线=720mm，整形线=430mm，翻边线=120mm。料厚t=0.65mm。

切边所需冲裁力：P1=l×t×a=16380kN。

整形力：P2=l×t×a×0.5=4892kN。

整形压料器所需压料力：F1=4892×0.2=980kN。

翻边力：P3=l×t×a×0.5=1365kN。

翻边压料器所需压料力：F2=1365×0.2=273kN。

模具结构简图