一种双活动芯的拉伸模结构

蔡锡斌，周 林

（柳州五菱汽车工业有限公司，广西柳州 545007）

1 制件及拉伸工艺简介

某车型前围板左右下拉伸件，材料B280VK，料厚t=1.4mm，形状特征如图1所示。工艺上，采用左右件合模冲压，工序内容：OP10拉伸→OP20切边→OP30翻边整形冲孔分离。冲压工艺和模具结构的设计直接关系到冲压件的生产成本，而拉伸模面工程及模具结构的改善是提升材料利用率的核心。制件的工艺设计和模具工作要求如图2所示。

1 前围板左右下拉伸件图

图2 拉伸模的工艺设想和要求

拉伸模面工程及料边线流动CAE分析结果如图3所示，一边锁住不动，三边进料；同时坯料采用等腰梯形，不仅大大提升了材料利用率，而且优化了拉伸进料方式，改善了拉伸件品质。

图3 拉伸模面工程及材料流入CAE分析结果

2 拉伸模结构

2.1 技术难点及解决方案

经理论验证（CAE分析），拉伸方案可行，需考虑如何去实现单边锁料，三边进料的拉伸模结构，结合图3和图4所示，可以发现，要想消除侧壁的工艺补充（废料），在一副拉伸模内将会出现两种拉伸深度，如何在一副拉伸模内实现两种拉伸深度，并且这两种拉伸深度具有相互关联性。

图4 拉伸模结构设计需实现两种拉伸深度

为解决上述问题，设计了上下模使用双辅助活动芯的拉伸模结构。然而，在结构设计过程中，又发现了新的难题——机床滑块抬起时辅助活动芯会把拉伸件压变形。所以，在最终模具结构设计上，又增加了支撑块气缸结构，以避免制件变形。

2.2 双活动芯结构

上下模双辅助活动芯结构，以弹气缸作为压力源，如图5所示。下活动芯1装配在下模座2上，与下模凸模3一起组成拉伸凸模，只是这部分设计在废料区上，所以，某种意义上来说下活动芯1也是压边圈的作用；模具初始，下活动芯1在弹气缸的作用下处于顶起状态，模具主体压边圈4在压机气垫作用下顶起。上活动芯5装配在上模座6内，与上模镶块共同组成凹模。

模具工作时，板料置于顶起的下活动芯1及压边圈4上；上模下行，上活动芯5首先与下活动芯1双作用压紧板料一边锁住板料不动；上模继续下行，上模压料面与压边圈压紧板料往下运动，下活动芯1运动42mm后与到底块接触保证固定不动，上活动芯5也保持不动，但其内部的氮气弹簧还可以继续压缩，所以不会与上模座发生干涉；上模压料面推动压边圈4继续下行，直至完成拉伸动作。整个过程中板料被上活动芯5和下活动芯1压住的一边不流动，其余三边材料向模具中心方向流入，上下双活动芯的设计，既强力锁住板料单边不流动，也保证了板料初始压紧状态不翘曲不变形，工艺设想得到了实现。

图5 拉伸模工作示意图

2.3 支撑块气缸结构

如图6所示，模具工作完成回程时，压边圈4向上顶起，上模活动芯5受弹气缸作用向下压制制件，为此在压边圈4上对应上活动芯5位置设计支撑块7，由运动气缸机构8驱动，气缸机构8与压机连接，由机床滑块的抬起时间控制其进气和出气状态。

压机滑块回程时，气缸8进气，驱动支撑块7进入，实现压边圈4和上活动芯5同步运动。

上模回程完成及模具拉伸工作时，气缸8出气支撑块7处于退出状态；为保证退出状态的可靠，上模设计强制拉回钩9，在上模下行及回程时强制作用于气缸机构8。

图6 支撑块气缸结构图

2.4 下模结构

下模平面布置如图7所示，由下模座、下模凸模、下活动芯及压边圈、支撑块气缸机构组成。

下模凸模及下活动芯共同组成拉伸凸模，下活动芯设计在废料区，起局部压料作用；下模凸模材料为MoCr铸铁，下活动芯镶块材料选用风冷钢7CrSiMnMoV。压边圈压料面三边布置，镶块材料设计Cr12MoV，淬火，并做表面TD处理。

2.5 上模结构

上模平面布置如图8所示，由模座、镶块、上活动芯及强制拉回钩组成。

图7 下模平面结构图

图8 上模平面结构图

上模镶块及上活动芯共同形成拉伸凹模；上模压料面镶块材料为Cr12MoV，淬火并做TD处理；型面镶块材料选用风冷钢7CrSiMnMoV；上活动芯设计在废料区，起局部压料作用，镶块材料选用风冷钢7CrSiMnMoV。

3 结束语

本拉伸模采用双活动芯压料三边进料方式，设计回程同步机构，结构新颖，稳定可靠，可为同行业类似工艺及结构提供借鉴。