汽車覆蓋件翻邊模結構設計

摘要：本文介紹了翻邊模的基本知識，介紹了汽車覆蓋件翻邊整形模設計方法及注意事項，使此類模具結構的設計規范化，提高了設計效率，為大家進行翻邊模設計提供了依據及指導。

關鍵詞：翻邊、整形、 變形、 回彈

1.翻邊整形模介紹

1.1.翻邊整形模定義

翻邊模（FL）：是將半成品工件的一部分材料相對另一部分材料產生翻轉的制件。

整形模（RST）：將半成品調整尺寸輪廓以提高尺寸精度和表面光潔度的沖模。

翻邊整形模（FL/RST）是汽車模具設計的關鍵工序之一。覆蓋件上的翻邊除焊接和裝配的要求以外，還增加覆蓋件的剛性強度，使覆蓋件邊緣光滑、整齊和美觀。由于覆蓋件輪廓有裝配要求，因此對覆蓋件翻邊模凸模輪廓要求準確，拉延件修邊后的變形也應在翻邊模中整回，這就需要在翻邊前使形狀壓料板有足夠的力量迫使翻邊件的表面與翻邊凸模貼合。覆蓋件翻邊表面上的翻邊輪廓一般都是形狀的，各部分翻邊的變形因翻邊輪廓形狀而異，直線是彎曲變形，材料厚度不變化。

1.2.翻邊模種類

根據翻邊模的特點和復雜程序，翻邊?？煞殖闪?。

1.2.1.翻邊凸模式或翻邊凹模作垂直方向運動的翻邊模稱垂直翻邊模。

1.2.2.翻邊凹模單面向內作水平或傾斜方向運動的翻邊模稱斜楔翻邊模。

1.2.3.翻邊凹模對稱兩面向內作水平或傾斜方向運動的翻邊模稱斜楔兩面開發翻邊模。

1.2.4.翻邊凹模三面或封閉向內作水平或傾斜方向運動的翻邊模稱斜楔圓周開花翻邊模。

1.2.5.翻邊凹模對稱兩面向外做水平或傾斜方向運動的翻邊模稱斜楔兩面向外翻邊模。

1.2.6.覆蓋件窗口的封閉向外翻邊的翻邊模稱內外全開花翻邊模。

2.翻邊整形模結構設計

RST/FL主要部件：上模（upper die） 下模（lower die） 壓料器（PAD） 凸模（punch） 翻遍刀（RST_steel）

設計主要是考慮過程中側向力的大小和方向及其平衡；其次是考慮制件修邊后回彈的影響，這主要是回彈角的考慮和翻邊整形行程的確定，以此來確定壓料器的行程；再次是保證翻邊翻孔和整形模的整體強度（特別高強板和厚板料的翻邊整形）；最后是工作部分的鑲塊分塊，如何保證各種類型翻邊（凸翻邊和凹翻邊）的質量，以翻邊輪廓線（注意理論翻邊輪廓線和拉延制件上的翻邊最初接觸輪廓線可能不一致，最好是拉延制件上的翻邊最初接觸輪廓線）為基礎的翻邊高度對翻邊是最好的（不會出現趕料的情況），為達到一定目的局部也可以作出波浪高度。

3.翻邊整形模問題分析

3.1.翻邊變形

3.1.1.翻邊變形分析

直線翻邊：翻的邊部沒有變形。

伸長翻邊和收縮翻邊：其邊部分有變形，由模具取出時，其形狀會發生變化，這種變化不單是角度的變化，包括其棱線在內，形狀整體部將起變化。

3.1.2.棱線變化防止對策

3.1.2.1.在翻邊處增設加強筋，增加其剛性。

3.1.2.2.不管是伸長翻邊，還是收縮翻邊，設法減少殘留內應力。

3.2.翻邊回彈

回彈產生的原因分析及防止措施：

3.2.1.壓料器對回彈的影響。翻邊易回彈，需保證壓料芯 “墩死”位置，防止制件翻邊后型面不發生回彈。

3.2.2.翻邊間隙對回彈的影響。

3.2.3.凸模圓角半徑rp對回彈的影響。

3.2.4.凸模工作行程對翻邊回彈的影響。

3.2.5.翻邊線變化較大時，如何保證翻邊質量。

3.2.6.材料的力學性能。材料的力學性能越強，制件回彈越大。

3.2.7.減少回彈的措施：①采取適當的翻邊工藝；②改進翻邊零件的設計；③合理設計翻邊模。

3.3.翻邊拉傷

翻邊拉傷主要表現為拉毛、拉裂、皺褶、壓傷等形式。

3.3.1.翻邊拉毛

翻邊過程中拉毛的起因多數是因為模具表面的光潔度不夠（包括模具工作表面的雜物干擾），也有因為模具間隙過小造成的拉毛。

解決對策 ：

3.3.1.1.對模具表面進行表面處理，增加表面硬度（通過淬火處理，來提高翻邊鑲塊表面硬度）。3.3.1.1.1.翻邊鑲塊基體材質為ICD-5、7CrSiMnMoV采用火焰淬火+自然冷卻。

3.3.1.1.2.翻邊鑲塊基體材質為Cr12MoV、SKD11采用真空淬火。

3.3.2.提高翻邊鑲塊表面光度

3.3.2.1.對于基體材質為MoCr鑄鐵或GM241、GM246合金鑄鐵的采用鍍鈦、鍍硬鉻等表面處理方式。3.3.2.2.對于基體材質為Cr12MoV/SKD11鍛件采用TD覆層、PVC、PVD等表面處理方式。

3.3.3.翻邊間隙小造成的拉毛，將翻邊模凸凹模間隙調整到合適值1.05～1.1t。

3.3.2.翻邊起皺

翻邊起皺問題在沖壓件內凹翻邊時常常出現，由于板料在流動時向中間聚集造成，多余的板料沒有辦法釋放，導致起皺甚至疊料。這類問題除了跟模具間隙有關系外，還跟沖壓工藝有一定的關系，當問題發生時除了要檢修模具之外，還要考慮制件的工藝是否合理，以及制件的起皺是否可以被接受。

解決對策：

3.3.2.1.調整模具間隙（適當調大翻邊間隙），緩和起皺部位。

3.3.2.2.在起皺部位，鉗工手工造出工藝凸包，解決起皺問題。

3.3.3.翻邊開裂

此類問題多數發生在帶有弧度的外圓翻邊，造成開裂的原因是材料來不及補償進料；另一種是由于模具間隙不均，導致在某部位走料急劇而發生的開裂，此時需要對模具進行打修。

解決對策：

3.3.3.1.調整模具間隙，減緩開裂部位。

3.3.3.2.鉗工放大R角，調整板材的進料速度

4.結束語

通過對翻邊模具結構的設計和制造，我們得到了一些經驗。在整個模具的實際加工過程中，問題體現為針對制件回彈和扭曲相關問題的整改、鑲塊的整體淬火問題方面及Cr12MoV鑲塊減少加工面問題處理3個方面。在目前情況下，高強板零件的回彈與扭曲不能在第一次沖壓時就解決，整改是必然的，因而在結構設計中，不僅要保證結構合理，而且要在保證受力強度和力量平衡條件下，同時必須考慮方便于模具的調試整改。

參考文獻：

[1] 沖壓模具設計手冊編寫組，沖壓模具手冊[M].北京機械工業出版社.1999

[2] 現代模具技術編委會，汽車覆蓋件模具設計與制造[M].北京：國防工業出版社.1998

[3] 史茂華.沖壓模具設計過程中的關鍵要素[J].汽車工藝與材料.2011（3）

[4] 李劍剛，張弘，譚名增.淺談沖壓模具設計中對機械運動的控制和運用[J].中小企業管理與科技（上旬刊）.2009（11）

[5] 彭平.試析沖壓模具設計中機械運動的作用分析[J].科技資訊.2011（25）

作者簡介：李玉蘭（1982- ），女，河北保定人，工作單位：長城汽車股份有限公司精工汽車模具技術有限公司編程技術科，助工，主要從事模具設計與制造工作。