汽车零件冲压拉伸模具改造浅析

刘雪锋 任文志 刘明跃

摘要：拉伸工艺是采用拉伸模具来进行汽车零件的加工的，让汽车零件冲压成形的主要工艺，它可以和其他工艺一起使用，也能够单独拉伸产品。拉伸模具可以运用在汽车零件产品制造的每一个工序，其直接影响着汽车零件产品的质量。对此，此文简单介绍了汽车零件冲压拉伸的具体操作，并提出了相应的改进措施。

关键词：汽车零件;冲压拉伸模具;模具改造

汽车零件的产品质量对于汽车驾驶安全及其性能影响较大。随着汽车自动化、智能化技术的应用，功能开发的多样化，汽车制造对于汽车零件的产品质量要求不断的提高。模具是汽车零件加工制造的基础，直接影响零件的形状、尺寸、精度等。为了提高汽车零件产品加工制造的质量，有必要对冲压模具进行改造。在汽车零件加工成型工艺流程中，主要应用拉延、修变、冲孔、整形四道工艺，其中拉延采用的是拉伸模具。拉伸模具在汽车另加加工工艺中应用最为广泛，处理拉伸工艺外，拉伸模具还可以与边、冲孔及整形等工艺结合，完成更加精准的冲模要求。

一、模具表面镀铬改造

在模具表面镀铬可以增加模具的硬度和刚度。镀铬采用火焰淬火工艺。一般的拉伸模具表面硬度约为50HRC，通过淬火镀铬改造后表明硬度可以提升到60HRC。此外，在拉伸模具表面镀铬以后可以增加拉伸模具表面的细腻程度，提高了汽车零件冲压拉伸中拉伸模具的耐磨性，一定程度上有效的减少拉伸加工过程中拉伸模具的机械性损伤，延长拉伸模具的使用寿命。某汽车零件加工制造厂对拉伸模具镀铬改造进行成本计算，将拉伸模具的检修次数、单次东鞥消耗、工时费等都列入影响模具成本改造的因素，最后综合统计改造成本。以10万台汽车零件冲压任务为例，在镀铬改造前，拉伸模具平均检修次数为67次，单次耗能费用20元，工时费耗费76元，综合成本为101840元。将拉伸模具镀铬改造后，拉伸模具平均检修次数为20次，相比改造件检修次数降低超过两倍，单次耗能费用仅为8月，工时费为76元，综合成本为12160。这说明镀铬改造不仅可以提高汽车零件加工的质量，延长拉伸模具的使用寿命，而且还可以降低汽车零件冲压拉伸的综合成本，对于汽车零件企业提高长远的经济效益有着重要的意义‘1]。

二、双动模改为单动模

拉伸模有双动模和单动模两种，双动模主要应用于立即冲压且压力稳定的板料，在冲压前对板料不进行成形作用。单动模主要应用与边圈压合结算，借助压边圈的凸模支撑作用，可以改变板料的翘曲方向，在冲压前拉伸成初始形状，这种冲压方式有助于解决凹模冲压中成形质量一般的问题。因此，在汽车零件锻压冲压工艺中，可以将双动模改造为单动模。具体改造方法如下：（1）在OPlO下模增加厚度为20厘米的下模垫板，垫板材料可选择HT300。（2）在OPIO压边圈的位置增加厚度为5厘米的钢材垫板，垫板钢材信号选择45号，在垫板位置增加直接为6厘米的垫块，将其与垫板用用M12mm内六角圆柱头螺钉固定[2]。此时当压边圈向下的位置出现悬空状态，再在断块上部增加宽为4厘米的支撑块，将采用螺钉与垫板固定。（3）在OPlO上模开U型槽，双动模U型槽间距为245毫米，单动模U型槽为300毫米，然后将U型槽使用相应型号的夹紧器夹紧。（4）在OPIO凹模上根据拉伸模上模吸料的需求设置通气孔。以上便是双动模改为单动模的过程。双动模改造为单动模后，需要对汽车零件冲压拉伸模具的工艺参数进行调整，使其与车间压力相一致。调整拉伸模工艺参数后为了确保拉伸有效应用，需要对改造后的单动模进行冲压加工压力评估。评估分粗略评估和详细评估。粗略评估时，一般单动模压力公称大于双动模时代表符合生产压力要求。详细评估包括评估拉伸垫顶的出力、拉伸吨位、压边圈定期高度等。其中单动模拉伸垫定的最大出力×75%后大于双动模加工时的外滑压力，则表明拉伸垫出力要求与车间压力相符。单动拉伸模压力公称×75%后大于双动来生工作的内外滑压力，表明拉伸吨位与车间压力相符。当拉伸件压力边圈定期的高度小于气垫行程时，表明压边圈定起高度符合车间压力生产条件[3]。

三、模具板料检测与安装

在自动化生产车间中，汽车零件冲压拉伸工艺中板料为自动化送入。板料的动如位置和送入时间影响着汽车零件冲压拉伸的质量。为了确保自动化生产加工过程中零件成形的质量，需要安装模具板料檢测装置对板料位置送入的准确性进行检测。安装模具板料检测装置之前需要分析自动化生线对拉伸模具的要求[4]。自动化生产线一般对模具板料检测功能、模具稳定性、模具抗压强度、分离工序废料排除状态等有着较高的要求。之后，根据自动化生产线对拉伸模具在生产加工中的要求安装模具板料检测装置。模具板料装置有传感器、模具与压机电气结构、端子转接盒组成。传感器可选择Omron通用型E2E-X7TI，压机电气接口需要10个NCS-4016-P插座、NCS-40-RCa的防护盖一个、NCS-4016-R模具结构一个。端子转接盒选三住JBX160，它有16个端子节点，总共分为两层，其中4个端子节点用于模具上层，12个用于连接模具，实现模具辨识功能。通过安装模具板料检测装置，可以有效的提高电气元件接线盒的保护状态，确保端子二进制编制工作有效进行，以实现高效生产中拉伸模的自动快速换模[5]。

四、结束语

随着我国汽车零件自动化冲压技术的提升，传统的拉伸模具难以适应现代化的自动生产线中各个环节零件的拉延，更换模具成本较高，生产厂家通过模具改造则可以延长模具使用寿命，优化模具拉伸精确，确保汽车零件产品精细化加工。

参考文献：

[1]赵炳婕，顾成波.多学科设计优化在汽车零件轻量化中的应用[J].汽车零部件，2018（12）：15-19

[2]李静敏，刘强，李杰.汽车变速箱及其主要零件设计分析[J]科技风，2018（36）：182

[3]秦新宇，朱锐祥汽车壳体零件压铸工艺的优化设计[J].材料研究与应用，2018，12（04）：297-302

[4]陈义.汽车门槛内板零件冲压数值模拟及参数优化分析[J]智库时代，2018（44）：177-178.

[5]杨咸启，严静，刘浩典.型汽车产品零件及其模具仿真设计[J].黄山学院学报，2018.20（05）：11-15