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摘要：利用Dynaform對汽車制動盤擋泥板零件進行展開計算，分析了制動盤擋泥板成形過程中金屬的流動及應力應變分布規律，利用數值模擬分析的結果得出零件能一次拉深成形，設計的模具結構合理緊湊，靈活可靠，提高了生產效率和零件成形質量的穩定性，

關鍵詞：擋泥板；數值模擬；級進沖壓；壓邊力；模具設計

0引言

圖1所示汽車制動盤擋泥板是某企業為某款轎車配套的零件，材料為SPCC，料厚t=0.8mm，大批量生產，零件要求各面銜接處平整光滑，任何部位不允許有嚴重起皺。目前該企業采用的是單工序模成形該零件，由落料、拉深、修邊沖孔、翻邊4道工序完成，生產效率低，成形的零件質量不穩定，為適應大批量生產的要求，現決定采用多工位級進模完成零件的沖壓成形。

1工藝分析

SPCC是典型的冷軋材料，具有良好的沖壓工藝性能。零件底部有直徑為ϕ12mm的4個小孔和直徑為ϕ76.9mm的1個大孔，小孔與大孔之間的距離為4.1mm，大于1.5t，即最小孔徑、最小孔邊距均大于板料厚度的1.5倍，滿足沖壓工藝要求。零件精度介于ST6~ST10，普通沖壓即可滿足要求。但該零件是結構不對稱的拉深件，其凸緣部分和底部的臺階形狀給毛坯展開及拉深次數的確定帶來困難，為此需要借助板料成形模擬軟件Dynaform進行零件的尺寸展開和拉深次數的確定，同時又可以分析擋泥板成形過程的金屬流動及應力應變分布規律。圖2所示為汽車制動盤擋泥板應力分布與壁厚分布數值模擬結果，從圖2模擬結果可以看出，當壓邊力（含有凸緣部分的成形力）為30kN時，零件起皺發生在凸緣部分且比較嚴重，變薄比較嚴重的部位在底部臺階處，但變薄量未超差，即成形的主要缺陷是起皺，當將壓邊力調整到50kN時，起皺的現象消除，因此可以確定擋泥板的拉深次數一次即可。這對于傳統擋泥板多次拉深成形是一次創新，不但減少了工序，而且降低了生產成本，提高了生產效率，解決了后期排樣設計的困難，使得排樣更加合理，方便于模具結構的設計。為了得到擋泥板的展開毛坯，利用UG軟件建立擋泥板的三維模型，以igs格式導出，然后在Dy-naform中展開，得出其毛坯是直徑為ϕ340mm的圓形板料。

2排樣設計

根據上述模擬結果，為便于板料在拉深過程中的塑性流動及后續條料的定位，設計了圖3所示的帶雙切口的沖壓工序排樣，共7個工位，分別為：①首次切口，沖導正銷孔；②第2次切口，保證需要拉深的材料與周邊載體部分分離，并保證條料在拉深之后寬度不變，同時對條料進行導正；③拉深，一次拉深成形帶臺階凸緣和臺階底的形狀；④沖孔，同時沖出底部中間大孔和4個小孔；⑤部分修邊；⑥落料與翻邊復合，由于沿著修邊后余下的凸緣全部需要翻邊，在翻邊前必須使翻邊部分與載體全部分離，該工位采用落料與翻邊復合；⑦切斷。

3模具結構設計

根據圖3所示的排樣設計了圖4所示的擋泥板多工位級進模，模具結構特點為：①載體部分采用了整體式的卸料板與卸料板背板的結構，且模具閉合時卸料板背板與凸模固定板之間不留間隙，目的是對載體進行校平，保證條料的順利送進；②除第1、2工位切口共用一塊卸料板外，第3工位因壓邊力（含凸緣部分的成形力）較大，采用單獨的壓邊圈，且利用氮氣彈簧提供壓邊力（凸緣部分的成形力），第4工位在底部沖孔，第5工位在凸緣上修邊，各自使用單獨的卸料板，這3塊卸料板及壓邊圈全部嵌入整體卸料板中；③利用槽式浮頂銷給條料進行導向，精確控制導正銷進距，利用槽式浮頂銷和普通浮頂銷相結合共同抬料；④為了便于廢料的回收，設置了切斷載體的工位。

4結束語

經分析論證和實際投產證明，該模具結構合理緊湊，靈活可靠，采用級進沖壓代替單工序沖壓，同時確定了零件可一次拉深成形，提高了生產效率和零件成形質量的穩定性，為汽車小型結構件級進沖壓提供了經驗。

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作者:石常路 蔣圖 柯旭貴 單位:南京工程學院