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导流罩安装支架成形工艺及模具设计
【摘要】分析导流罩的成形工艺，对两种拉延成形工艺进行比对分析，优选最终成形工艺方案，并介绍了该方案下的模具设计。
【关键词】成形工艺,模具结构，模具工作过程。
Abstract:Analysisofformingprocessofshroud,Comparativeanalysisofthetwodrawingformingprocess,preferredfinalformingprocessandintroduceddiedesignundertheprogram.
Keywords:Formingprocess,themoldstructure,moldworkingprocess.
1.引言
图一所示为导流罩安装支架零件图，材料料厚为1.5mm。该零件底面有凹坑，两法兰面有凸筋，两法兰面高低起伏，高低差很大，其成形考虑直接成形或拉延成形两种方案。

图一零件图

2.成形工艺分析
该件单件直接压形材料会出现材料成形不充分，弹性回复较大等缺陷。单件直接成形，法兰边会产生起皱，制件质量无法保证，因此，需要做工艺补充拉延来成形。采用拉延成形，考虑两种拉延补充方案。首先采用法兰边延伸法类直接压形的拉延成形法，做工艺补充面，此种方案是基于材料利用率的角度出发，但此种补充存在一定的风险性；因而，采用了第二种以零件为核心的盒形拉延补充方案，此种设计成形风险小，较前种用材料稍多；综合分析此件的成形工艺方案定为：拉延，拉延完成后采用修边冲孔的工艺方案。
2.1两种拉延工艺补充设计
2.1.1法兰边外延法工艺补充设计
首先确定冲压方向，在保证没有负角的情况下，首先要保证凸筋部位顺利出模，保证在拉深开始时，凸模两侧的包容角尽可能做到一致，两侧流入凹模的材料尽量保持均匀，拉深深度均匀；同时考虑后续修切方便。选定冲压方向之后，采用法兰边外延的工艺补充设计，
此种补充设计，优点在于节省材料。图二为采用法兰边外延的补充设计面图。

图二补充设计图

2.1.2以零件为核心的盒形补充设计
以上述既定的冲压方向为依据，将零件外法兰边均延伸5mm，以盒形侧壁角度为15°的形状围成。采用此类补充设计，材料能充分成形但较前者材料利用率低。图三为盒形补充设计图。

图三盒形工艺补充

2.2两种补充方案的模拟分析比对
采用Autoform进行模拟分析，首先将模型1在UG软件中导出为*.igs的格式，导入Autoform中，再导入坯料线，首先查看模型有没有缺陷，进行自动修复。进行成形设置，分别设置凸模、凹模、压边圈的有限元模型，设置完成后提交计算。自动计算完成后的两种结果入下图四所示。

图四a.外延法兰边模拟结果b.零件为核心的盒形外补充模拟结果

2.3坯料尺寸的计算
由于零件的形状极不规则，展开料的计算也比较困难。本设计中采用了以基准面为基准，选择底面为放置面，然后选取放置面边界线，利用了UG三维软件中的钣金特征下的钣金成形分析，按冲压方向，以基准面作为G1面定义区域边界，再选择边界将制件展开。根据此展开的料片，通过分析软件进行模拟，放大坯料尺寸，发现坯料尺寸太大，成形过程中外侧料先接触凹模部位受限，则出现走料不畅，拉裂现象。减小坯料尺寸，最终制件无缺陷产生，得出理想的结果。通过模拟，得到理想的坯料尺寸。
2.4完整工序图设计
在冲压方向及毛坯尺寸确定的情况下，最终的工序图为图五所示。

图五工序图

3.拉延模具结构设计
3.1凸模设计

图六下凸模结构图

在本设计中以数模上表面为基准面，即以上凹模为基准，下凸模型面按下凹模放单边间隙t（一个料厚）。凸模设计为整体式铸造结构，下固定台面，中间下底面键定位的结构模式。结构图见图六示。
3.2上凹模及压边圈的设计
上凹模采用模座连体式整体铸造结构，凹模及压边圈的结构如图七示，凹模设计有气孔，到底标记设计在凹模上，压边圈采用下铸二级顶杆的整体式结构，凹模与压边圈之间装有调压垫。

3.3定位结构设计
在本套模具的设计过程中，考虑压形过程中会出现料的滑移，所以定位采用了封闭定位，四周设计限位板，结构如图七示。
4．模具工作过程
模具的工作过程：上模通过压板槽与机床连接，随着上模下行，上凹模与压边圈压料，凹模继续下行，压边圈在气垫作用下下行，凸、凹模相互作用开始成形。凹模下行至下死点，压形成形。压形结束后，凹模上行，压边圈在气垫压力作用下将制件顶出，成形结束。
5.结束语
经过验证，该零件完全符合图纸要求，实践证明，该套模具设计合理，质量稳定可靠。
参考文献：
1.〔崔令江〕汽车覆盖件冲压成形技术机械工业出版社,2004。
2.〔王孝培〕冲压手册机械工业出版社

作者简介：王晓峰（1981-），男，宁夏银川人，机械工程师，主要从事工艺装备设计工作，地址：陕西省西安市，陕西