后灯座模具的前期分析与设计

2005年初，我公司接到国内知名汽车企业的模具定单，其中一个零件是新型两箱车的后灯座，因为此零件比较有代表性，所以将分析和设计过程与大家共同探讨。

拿到某新型两箱车的后灯座产品的3d数模后，我们的第一印象就是产品外观奇特。

从图1中可以看出，产品不大但深度很深，形状复杂且其中夹角为30°的小边为负角外翻边，要求高。图1、2中阴影处均为贴合面，公差要求严格。像这类零件我们还是首次制作，产品如何展开既能保证成型又能保证品质，工艺面如何铺设既能降低拉延深度又能防止起皱，图2中负角外翻边如何成型，5道工序是否能将此产品做出来，一个个问题摆在我们面前！

拟定工序草案进行成型分析

由于客户生产线的限制，此零件除落料外必须在5道工序内完成，我们按一模两件（左右件）来设计模具初始拟定工序为：op10落料，op20拉延，op30修边、侧修边，op40分切、冲孔、预翻负角小边，op50上下翻边整形，op60冲孔、侧翻负角小边。工序暂定后我们开始进行工艺补充面的铺设并进行成型分析。

1、 产品展开及确定拉延的冲压方向

由于产品自身较小深度又深，所以必须将能够在后工序成型的边展开并旋转来降低拉延深度，增大侧壁角度。具体操作如下图：

在图3中红色箭头表示拉延的冲压方向，经过展开旋转后拉延深度大大降低并且拉延侧壁角度增大。接下来进行工艺补充面的铺设和成型分析。

2、铺设工艺补充面，进行成型分析

⑴进行第一次工艺补充面的分析，在图 4-1中我们虽然采用拉延槛及将毛坯进行了裁角，但产品还是开裂，并且在产品中出现了起皱。按原则先要解决起皱现象，起皱的出现说明压边力不足。接下来我们在分析中将原来的20t气垫压力增加到30t，起皱有轻微的好转。这说明单纯调整压边力不能够达到目的，所以要从其他方面解决问题。增大压边力的方法除增加压机的气垫压力外，还可以调整毛坯板料的尺寸、调整拉延筋的形式等，所以我们修改了工艺补充面再进行分析。

⑵将原工艺补充面的拉延槛改为拉延筋，原毛坯要裁角，这次我们用矩形毛坯料进行分析。从图 4-2中可以看到采用以上方法解决了两处起皱现象，开裂有所加大但不是特别明显。我们把压边力由25t增大到30t后开裂只是提前几步，这说明在这种状态下主要影响开裂的还是拉延深度及角部r值大小，所以我们必须采取措施降低产品的拉延深度，同时和客户协商能否增大角部r值。

⑶在找到原因后，我们继续修改补充面（见图4-3），将侧壁两面进一步展开来降低拉延深度。此两面在后工序进行翻边整形，这样原定工序中op30的斜楔侧修边就可以改为全周垂直修边，在op50上采用全周镶块式翻边整形。图中可以看到开裂明显减小，但出现了叠料起皱。分析过程中我们发现在前期成型中此处形成的三角形空面多存了余料，在模具打死时产生了叠料，所以要解决这个问题必须修改此处补充面。

⑷ 我们将叠料处的工艺包去掉改平，使前期成型不会多存余料，这样就解决了起皱问题（见图 4-4），起皱解决对成型更有利。这样原定工序op40中增加一小段斜楔侧修边，op40的负角边预翻移到op50。同时收到客户的反馈信息，允许我们将角部的最大r值由r15改为r25。经过分析，此处的变薄率由原来的34%降到客户要求的30%以内并达到27%的安全值。这样我们的成型分析最终获得了成功，并且可以确定工序方案了。

根据分析进行模具设计

1、 确定工序方案
根据分析结果，我们将工序确定下来，op10为空（矩形毛坯不需要落料模），op20为拉延，op30为垂直修周边，op40为冲孔、分切、斜楔侧修角，op50为上下翻边整形，op60为斜楔翻负角边、冲孔。经过在成型分析方面的努力，我们定的工序方案比国外类似产品节省了一套落料模，在op30中只用到了直修边，比国外模具减少了两个大吊楔，分析的毛坯材料长度方向比国外产品减少了10mm，无论对模具厂家还是对使用客户来说都大大降低了成本。

2、模具设计
由于我们在分析和工序定制上做的努力，使得模具结构相对较为简单，只是在op60模具上翻负角边的斜楔结构较复杂，下面主要介绍一下op60的斜楔结构。起初我们制定了两种斜楔机构。这两种斜楔结构基本相似，只是方案一为直角驱动，方案二为直线驱动。经过讨论，为了模具的易加工性及模具尺寸的控制，我们决定采用方案二。

冲制产品对模具设计的检验

任何理论是要通过实践来检验的，模具设计也不例外，产品分析与模具设计的成败都要由实际冲制的产品来验证。

试模拉延件与全序件的冲制成功，再加上模具调试和调整后产品的精度都已达到客户要求，标志着我公司所承接的这个后灯座模具项目的成功，不仅如此，经验收，该产品的精度已经达到并超过了国外同类产品的精度。