現代轎車制作除了要求削減燃油耗費和尾氣排 放之外，更要求具有可靠的安全性。防撞梁是裝在汽 車車門內部的制件，用以增強轎車車身側面防碰擊的 才能，當轎車側面遭到強力沖擊時,防撞梁通過變形, 來吸收碰擊發(fā)作的巨大能量，然后削減乘員或許遭到 的傷害。因此，現在轎車職業(yè)強制規(guī)定，轎車上必須 裝置車門防撞梁。
前期的日系轎車，大都選用管式防撞梁，歐系汽 車則偏重于單槽或雙槽結構的板式防撞梁，板式梁 的防碰擊才能更高些，但成形要復雜得多。現在的 防撞梁多釆用更深的雙槽結構，資料選用超高強度 板制作，其強度更高，減輕起伏更大，既提高了轎車 安全性，也下降了轎車油耗和廢氣排放，能夠說高強 度板是制作防撞梁的理想資料，往后應用量將會大 起伏提尚。
普通高強度板的屈服強度都在250MPa以上，達 到550MPa以上即為超高強度板，有的商標其抗拉強 度可到達1,000?1,400MPa，最高可到達l,800MPa，這 么硬的資料，其塑性指標很低，一般要選用熱成形方 法加工才能成形，假如選用冷壓成形，則需求進行工 藝辦法的試驗研究。本文針對防撞梁的特別形狀，對 其冷沖壓成形進行了一些探索，希望對高強板雙槽防 撞梁，能夠找到一種新的冷沖壓成形辦法，用以代替 本錢昂貴的熱成形。
2 雙槽防撞梁結構剖析
圖1為某型雙槽防撞梁的簡圖，圖2為其斷面形 狀，該制件有如下特色：
汽車模具規(guī)劃之雙槽防撞梁成形工藝研討
(1) 制件呈長條型，總長650mm，寬105mm，槽高 32mm,比前期防撞梁高10mm以上。
(2) 制件斷面為深雙槽結構，槽寬25mm，槽高寬 比約為1.3，兩槽中心距為60mm，槽距太小，成形時不 利資料活動，制件右端雙槽高度逐步過渡到“0”,成閉 口形狀，左端雙槽開口不關閉。成形時幵口端每邊進 料60mm以上，閉口端進料簡直為零。
(3) 制件資料為CR340LA低合金髙強板，料厚 1.2mm，其塑性較差，延伸率缺乏16%。
(4) 制件歸于雙高制件，成形困難，一次成形中 間缺料嚴重，兩邊資料向內活動要通過4個圓角，流 料阻力很大，一次拉伸相當于成形波紋板，雙槽均缺 料嚴重。
(5)成形時因為進料的不均勻性，會嚴重影響成 形質ffl，制件中部雙槽缺料會破裂，右端關閉端頭，進 料時在中部的帶動下，進料過多，或許起皺，乃至疊 料?；貜棔艽螅拚欢ɡщy。CAE剖析成果，本 件必須采取兩次成形。
該防撞梁細長，考慮主動出件的要求，研究確定用 4道工序模具成形，各工序均選用左、右件雙槽結構，各 工序作業(yè)內容如表1所示，工藝流程圖如圖3所示。
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(1)第1次拉伸工藝內容。
該防撞梁的雙槽形狀，假如一次成形，相當于成 形波紋板。貨車貨箱波紋板，資料為塑性很好的鋼 板，槽形呈梯形，側壁歪斜，筋槽相對高度較低，假如 一次成形3槽，制件都會破裂。防撞梁兩邊資料向內 活動間隔太大，每側都要經過4個角落，這關于塑性 很差的高強板來說十分困難，工藝規(guī)劃經剖析確認， 需求把雙槽分兩次成形才能夠，第1次拉伸的工序件 斷面如圖4所示，工藝規(guī)劃要把雙槽的外側立邊展平，拉成帶凸緣的單槽形，此刻拉伸每邊資料流入只 經過2個角落，資料補充不會很困難，也不會發(fā)作破 裂現象。
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(2)第1次拉伸模結構。
初次拉伸模結構如圖5所示，這是常常選用的倒 裝結構，左、右件凸模鑲塊固定鄙人模座的高臺上，凸 模外面套裝有壓邊圈，壓邊圈上鑲有高硬度鑲塊，壓 邊圈升降動力源為12個串聯(lián)氮氣繃簧,氮氣缸壓料效 果優(yōu)于其他彈性元件，十分有利于拉伸成形。
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(3) 定位與取件。
料片定位本模選用6點定位辦法，如圖6所示下 模平面圖，制件長度方向和前方共用5個固定式定位 板，模具后方使用氣缸定位。機械手將毛料投入后自 動定位，拉伸成形后,后方氣缸縮下，前方拋擲氣缸把 制件打出，然后實現了主動取件。
(4) 半圓翻孔。
前后凸模鑲塊在毛料邊際處，各制出一個半圓形 缺口，合模時上模凸形鑲塊，將毛料邊際壓出一個半 圓形翻邊孔，該翻孔是作為后道工序模具制件定位使 用的，這種辦法對和諧各工序定位精度頗有好處。
(5) 需重點處理的問題。
模具要重點處理端頭的起皺和疊料問題,起皺是因為資料流人速度不均勻構成的，制件開口端，資料 流人速度均勻，不會起皺，制件封口端資料流人速度 不同太大,端頭平板處不缺料，但雙槽處補料過多，材 料流人時把端頭資料帶人會構成多料，所以或許會出 現剪應力起皺現象。處理辦法必須在該端頭設置拉 伸筋進行調整，拉伸筋會添加其徑向拉應力，使端頭 進料削減，然后消除起皺和翕料現象。
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(1)第2次拉伸工藝內容。
圖7為第2次拉伸的工序件斷面圖，本工序要把 第1次拉伸展平的雙槽外側立邊，即圖中赤色部分 (A處)成形到位，赤色立邊里面的槽型是第1次拉伸 的形狀。從圖7中能夠清楚看到，制件兩邊在第1次 拉伸和第2次拉伸別離成形了 2個圓角，這樣做資料 的活動間隔能夠大大縮小，然后徹底處理了拉破的 疑難問題。
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第2次拉伸成形要用初次拉伸工序件形狀和前后 半圓形缺口定位，然后將第1次拉伸兩邊凸緣向下翻 出雙槽悉數形狀，成形時每側資料移動間隔約32mm 左右，成形不會有困難。
該工序成形后回彈或許較大，模具要通過外壓料 板壓料來處理回彈和固型問題，成形后退件還要克服 脫料不同步，構成的制件變形缺陷。
(1) 第2次拉伸模結構。
圖8為第2次拉伸模具斷面圖，圖9為第2次拉伸 模具下模平面圖，模具同樣為左、右件共模，下模結構 主要有下模座1、拉伸凹模2和下壓料芯3;上模結構 主要有上模座4、拉伸凸模5、上壓料板6、壓料板鑲塊 7和氮氣缸8等部件。
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鄙人模座1的左、右件中心線上，裝置有下壓料芯 3，壓料芯兩邊為凹模2，下分模線選在制件雙槽的頂 部，下芯頂起32mm時，能夠用一次拉伸件形狀定位。 下壓料芯下方布有氮氣缸8。
在上模座4的左、右件中心線上，裝置有拉伸凸模 5，它與下壓料芯3相對，其兩邊為上芯鑣塊7和上芯 6。模具閉合時,上模件5、件7構成的作業(yè)面與下模 件2、件3構成的型面,保持著料厚聯(lián)系。
上模分模線選在拉伸筋之外，該處是二次拉伸結 束后，資料縮短方位之外,這種結構使凸模尺度加大，上壓料芯尺度縮小，甚成果是既能夠對資料實施壓 邊，添加徑向拉應力，減小回彈，也能夠避免開模時上 壓料芯沒有同步抬起構成制件變形的故障。
該工序模具結構復雜、新穎，有許多特別關鍵，是 本文要重點引薦的一種高張力板材的成形模。
(1) 關于“延時脫料組織”。
值得一提的是，外國人在這種情況下，需求收購 “延時脫料組織”來處理退件時的制件變形問題，“延 時脫料組織”很貴，詢價為10萬元以上，這個價格超 過了整副模具費用的一半。本公司規(guī)劃結構很簡 單，只把上模上的凸模和上芯鑲塊的分模線向外移 動一下，它很有用，不光確保了壓料功用，也避開了 開模不同步構成制件變形的險境。成形質量杰出， 亦節(jié)省了模具本錢。應該說，在技能上又前進了一 大步。
(2) 成形進程。
圖8為模具閉合狀況，圖9為下模平面圖，當上模 翻開后，下壓料板3被氮氣缸8頂起一個行程，使其高 于凹模2型面35mm，然后放上第1次拉伸工序件并 定位，上模下行，上壓料板6和鑲塊7，在氣缸8的效果 下，會比凸模5提早接觸制件，與下凹模4壓料，上模 繼續(xù)下行，上凸模把下壓料芯壓下，直至凸模和凹模 及下壓料板徹底閉合，雙槽被徹底壓出。
保壓頃刻后開模,上模抬起，制件被下壓料芯頂 起，然后取出制件。
(3) 關于上模分模線方位。
圖8為第2次拉伸模具閉合狀況。此刻,拉伸毛 坯縮短后的邊際有兩種狀況：
第一種狀況為:超過上模分模線之外，模具翻開 時，上凸模5開端脫離下模，但上壓料芯6及鑲塊7在 氮氣缸8效果下，還沒有脫離下凹模，制件凸緣會被壓 住，會使下芯3頂起的制件變形。
第二種狀況為：毛坯邊際現已縮短到分模線之 內，凸模5抬起時，毛坯邊際現已脫離鑲塊7，制件被 頂起時不會變形。
所以，在規(guī)劃時，必須將上分模線改在制件回收 邊際之外,此刻即便外壓料板沒有抬起，也不會影響 制件抬起，更不會構成制件變形，這是本模具獨特之 處。也處理了變形的大問題。
分模線移動的方位要確保正確無誤,需求用CAE 剖析確定。
(6) 關于下壓料芯。
下壓料芯有兩個功用:一是對上序工序件用形狀 定位;二是將制件形狀牢牢壓住，使其不變形。若它 和下凹模整體制作，制件將無法用第1次拉伸槽形內 壁定位.成形時中心形狀沒支撐，會發(fā)作變形。所以 下壓料芯應單獨制作。
(1) 修邊內容。
修邊工序的沖壓方向要將拉伸件翻轉180°,使雙 槽朝上，以添加凸模強度。修邊只修制件兩邊，每側 發(fā)作2條廢料，廢料由前、后方向滑出，中心留一小段 長35mm不修，以便裝置托件組織，這樣能夠不設廢料 刀。制件兩端不修，一是為了裝置定位銷;二是為自 動出件創(chuàng)造條件。
(2) 制件定位。
制件兩邊用拉伸雙槽內型定位，部分要制空刀以 削減加工量，兩個端頭不修邊，能夠用半圓翻邊孔定 位，如圖10、圖11、圖12所示。
汽車模具規(guī)劃之雙槽防撞梁成形工藝研討
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(3) 主動出件辦法。
修邊后開模時，下模中心的氣缸升起，托桿將差 件托起，因為重心在后段，所以制件向后歪斜，如圖h 和圖13所示，圖12、圖13中顯現制件兩種狀況，水； 狀況是頂起之前，歪斜狀況是頂起之后，制件將向后 方滑出模具外。
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(1) 修沖內容。
本工序修邊包含前、后兩端以及中心未修一小 段,每件廢料為4塊，還有沖孔2個，該2孔為安裝定位 孔，精度較高。中心廢料由模具前方滑出，兩端廢料 由前、后方別離滑出，這樣，模具前方的滑板為上、下 兩層，上層滑端頭廢料，基層滑中心廢料。后方有一 層廢料滑板和一個沖孔廢料盒，滑料板為折疊式結 構，如圖14所示。
(2) 定位與出件組織。
定位用拉伸型面形狀和后方懸臂式擋料銷，修邊后廢料從擋料銷下方滑出。修邊后制件亦用氣缸托 件組織托起，并向后方掀翻，主動出件，托件組織如圖 15所示。
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(3) 修邊凸、凹模。
修邊還有一點需求注意，即前修邊凸模，它的形 狀有4個立邊，如圖16所示。修邊時凹模刃口形狀不 能和凸模一致，要改變刃口形狀，具體做法是:在凸模 形狀中心凹陷處，凹模必須先切人，使廢料處于受拉 狀況，不然異形廢料切斷和排出都十分困難,還或許 有碎屑和回帶料現象，凸、凹模磨損較大，模具壽數也 會遭到影響。
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高強板防撞梁冷沖壓成形是模具職業(yè)十分重 視的課題。本文提出的技能方案，經試模驗證良 好，現已交給客戶使用，歸納起來有如下幾點，可供 參考學習。
(1) 雙槽防撞梁分2次拉伸成形，每次一側只成形 2個角落，用以下降制件變形程度，確保成形質量，避 免發(fā)作開裂等反常。
(2) 拉伸模采取雙芯結構鮮見，下壓料活芯，對增 加定位可靠性，控制拉伸成形量，避免變薄超差和保 證制件質量有極大幫助。
(3) 上壓料芯巧妙規(guī)劃分模線方位，克服了開模 時因為壓料板不同步抬起，構成制件變形的壞處。
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