翻边整型机构在冲压模具上的应用

文/李志湖·江铃五十铃汽车有限公司冲压厂

翻边整型机构在冲压模具上的应用

文/李志湖·江铃五十铃汽车有限公司冲压厂

随着汽车工业和航空工业的发展，对薄板壳类零件成形精度的要求越来越高。特别是车身地板类的零件，两侧面翻边高度大且都为垂直翻边，回弹问题不可避免。因此，要解决回弹只能靠增加工序和模具来实现，但这又会造成模具开发成本的增加，量产后设备及操作人员的增加也会导致浪费，而翻边整型机构的应用可以很好地解决此类矛盾。

翻边整型机构的基本特点

翻边整型机构基本特点是这样的：

⑴机构中的翻边镶块必须是活动块，也是整型镶块，并且在模具闭合状态时起整型作用。

⑵适合于垂直翻边模具，并且翻边高度大于15mm的零件。

⑶结构可以很好地解决零件的翻边回弹。

⑷应用翻边整型机构，可以减少工序和模具数量。

图1 翻边整型机构基本形式

理论上，一般认为板料产生回弹根本原因是金属塑性成形总是伴有弹性变形，也就是说回弹问题必然存在。因此在实际成形过程中有两种情况会导致回弹；第一，在板料成形过程中，当板料内外缘表层纤维进入塑性状态，而板料中心仍处于弹性状态，这时当凸模上升去除外载后板料产生弹性回复；第二，金属塑性成形总是伴有弹性变形，所以板料弯曲时，即使内外层纤维全部进入塑性状态，在去除外力时弹性变形消失，也会出现回弹。因此，要解决翻边回弹满足质量要求，只有增加整型模。翻边整型机构的应用可以在保证产品质量的前提下，有效减少工序和模具数量。

翻边整型机构基本形式如图1所示，上模驱动块1下行，翻边镶块4向上运动，在前段工作行程完成翻边工作内容，翻边到位之后，上模驱动块1继续下行，与水平滑动块2直边接触，翻边镶块4停止上、下运动，当整型驱动块5接触翻边镶块4后，翻边镶块开始侧向平移，完成整型。

翻边整型在冲压模具上的应用

据了解，目前翻边整型机构在冲压模具上还没有使用，只有在本公司某车型项目中，因质量要求才设计使用过这种翻边带整型的模具机构。

图2 某车型产品零件

图3 改造前翻边模具结构

图4 改造后翻边模具结构

一套垂直上翻的模具设计与调试过程中回弹控制

图2所示为江铃某车型产品零件，料厚为1.0mm，材质为普通冷轧板材。此产品特点是两侧翻边高度很高约40mm，因产品需要切换生产不同款型，前期制订的工艺也只能把垂直翻边工序放到最后一道工序，这种传统的翻边工艺经过多轮调试，仍无法达到质量要求，翻边回弹一直无法解决。

改造前模具结构如图3所示，翻边结构为逆向斜楔垂直上翻边，翻边镶块是固定在上翻斜楔块上的，翻边完成后自由回弹，产品翻边高度大，因此翻边端头回弹尺寸大约2mm，翻边面间隙超差。

经过技术组成员讨论，发现上翻行程较大，约有50mm，因此最终决定采用翻边带侧整型的新机构。具体操作时，需要重新制做一个上翻斜楔块带反侧挡块，翻边镶块做成活动式，由氮气缸回位，在翻边到位后侧整型机构开始工作，行程约2mm，最终解决了翻边回弹问题，制件经过检测非常合格。

改造后的翻边结构，如图4所示，翻边镶块（黄色）做成活动镶块，随着上翻斜楔向上翻边，到闭合状态前，上模的驱动块压驱动翻边镶块侧向运动，开始整型，模具到达闭合状态时，整型到位。然后上模打开，翻边镶块由底部2个氮气弹簧复位。

此模具的设计更改减少了3套模具的重开，节约费用约100万元，而且为后期量产节省了机床使用，人工费用，水、电、气等各种费用。

图5 垂直上翻边同时整型的机构

图6 垂直下翻边同时整型的机构

图7 两次翻边的整型机构

几种拓展的结构形式

翻边整型机构除上述介绍的基本形式之外，还有以下几种拓展的结构形式：

⑴垂直上翻边同时整型的机构，如图1、2、3所介绍的实例选择的结构形式是根据已经调试模具更改出来的结构设计，考虑到项目进度和报废成本，所以采用垂直上翻边同时整型的机构。图5为模具闭合时的状态截图。

⑵垂直下翻边同时整型的机构，结构简图如图6所示。

⑶两次翻边的机构，结构简图见图7。

⑷垂直上翻边后再冲孔的机构，结构简图见图8。

图8 垂直上翻边后再冲孔的整型机构

结束语

随着汽车工业的蓬勃发展，人们对汽车质量的要求也越来越高，回弹问题做为一种主要质量问题已不可避免。要彻底解决垂直翻边带来的回弹质量问题，在主机厂降低成本和保证质量的要求下，必然有更多的模具会使用翻边整型机构。