發動機罩內板沖壓工藝設計與拉延模設計

魏東坡 趙宏霞 張坤

摘 要：發動機罩內板是汽車零件重要結構件之一，具有成形面積大，變形復雜，模具設計要求高等特點。根據零件沖壓可成形性，設計了零件拉延工序、修邊沖孔工序、二次修邊沖孔工序和整形翻邊四道沖壓工序。根據零件沖壓工藝設計，基于UG軟件，設計了汽車發動機罩內板拉延模具的上模、壓邊圈和下模。通過預壓試驗，得到合格的第一序拉延產品。

關鍵詞：發動機罩內板;工藝設計;拉延模具

中圖分類號：TG386 ?文獻標識碼：B ?文章編號：1671-7988（2020）21-178-03

Abstract： The hood inner panel is one of the important structural parts of automobile parts and has the characteristics of large forming area， complicated deformation and high requirements for mold design. According to the formability of part stamping， four stamping processes including part drawing process， trimming and punching process， secondary trimming and punching process， and shaping and flanging were designed. According to the design of the part stamping process， based on the UG software， the upper die， blank holder and lower die of the automobile hood inner panel drawing die were designed. Through the compression test， the qualified first-order drawing product was obtained.

Keywords： Hood inner panel; Process design; Drawing die

CLC NO.： TG386 ?Document Code： B ?Article ID： 1671-7988（2020）21-178-03

引言

發動機罩內板是汽車零件中重要的結構件，具有面積大，厚度小，變形復雜等特點。發動機蓋與翼子板、側圍總成、擋風玻璃等零件存在緊密的匹配關系，其質量直接影響汽車整體美觀和穩定。

2020年，董家玲[1]等人研究了發動機罩外板修邊線接刀不順問題，提出了通過優化三角形定位孔以及修、翻邊鑲件，解決成形制件表面質量缺陷的問題。2020年，傅壘[2]等，建立了鋁合金發動機罩內板的沖壓數值模型，得到了鋁合金發動機罩內板的成形性能，研究了工藝參數對鋁合金發動機罩內板成形的影響，獲得了壓邊力、摩擦因數對其減薄率和增厚率的影響規律;2019年，張文沛[3]探究了壓邊力和模具間隙等工藝參數對汽車發動機罩內板減薄率和回彈的影響，并進行了沖壓試驗;2018年，秦亞浩[4]等通過對發動機罩外板修邊問題的分析，從沖壓工藝和模具結構兩個方面闡述了對發動機罩外板修邊工序幾種常規問的預防措施?;2016年，于文濤[5]等人對發動機罩內板的成形工藝進行設計和優化，提出了一種優化的成形工藝方案。

沖壓模具是汽車零件生產的關鍵工裝，但針對發動機罩內板模具的研究較少，本文以發動機罩內板零件為例，依據零件沖壓可成形性，對其沖壓工藝進行設計，確定零件沖壓工序;基于UG軟件設計了發動機罩內板沖壓的拉延成形模具，并通過試驗預壓模具設計的可靠性。

1 零件沖壓工藝設計

發動機罩內板數學模型如圖1所示，材料選為深沖壓用鍍鋅鋼DC56D+ZF40/40，厚度為0.65mm，零件比較薄，質量約4.8Kg，尺寸約1450mm×1150mm×100mm，變形深度不大但成形面積較大，且變化曲率較為復雜，零件基本成對稱性，成形力比較均衡。

發動機罩內板零件需要沖孔70個，其中最大的圓孔為φ20mm，最小圓孔為φ5.2mm，最大異形孔約350mm×280mm;沖孔數量較多，且部分位置孔間距較小，考慮2道工序完成，修邊線較長，考慮2道工序完成，局部位置變形復雜，需要2次成形，結合零件特點，結合工藝分析，確定成形工藝方案為：拉延、修邊沖孔、二次修邊沖孔和整形翻邊四道成形工序，工藝過程如圖2所示。

2 拉延模具設計

2.1 上模設計

上模尺寸約2350mm×2150mm×650mm，由模座、凹模型腔和標準件等組成。模座與凹模型腔為整體鑄造并整體加工而成，材料為MoCr鑄鐵，為減輕重量設置若干減重孔，為保證模具強度，在平衡塊下方區域設置加強筋，平衡塊用于調整上模與壓邊圈的壓力平衡，導向裝置采用四塊導板保證上下模合模精度，上模與壓力機上滑板用T型螺栓連接。結構如圖3所示。

2.2 壓邊圈設計

壓邊圈尺寸約2350mm×1700mm×320mm，由壓邊圈本體、頂桿和標準件等組成。本體材料為MoCr鑄鐵，整體鑄造，為減輕重量設置若干減重方孔，平衡塊與上模平衡塊接觸，控制壓力平衡，導板與上模導板配合保證合模精度，壓邊圈底部由頂桿支撐，限位孔中安裝限位螺釘，便于控制頂起高度，結構如圖4所示。

2.3 下模設計

下模尺寸約2350mm×1920mm×790mm， ??下模由模座本體，凸模型芯和標準件等零件組成，模座本體材料是HT300，整體鑄造，凸模型芯材料是MoCr鑄鐵，兩者通過均勻分布的4處擋塊安裝，保證平穩，模座本體上設置墊塊，保證與壓邊圈下側接觸平穩，安裝4處限位螺釘，控制壓邊圈行程，頂桿通過頂桿孔與壓機接觸，模座本體與凸模型芯均設置多處減重結構，減輕模具質量，節約成本。結構如圖5所示。

2.4 生產預壓

拉延模具是發動機罩內板第一序模具，其質量直接影響后續壓制質量，根據檢驗基準書，拉延零件必須進行檢測，確認無拉裂，起皺，表面拉傷等缺陷，根據設計的模具設計進行加工制造并進行預壓試驗，得到第一序拉延產品，經檢驗符合要求，拉延成品如圖6所示。

3 結論

（1）根據汽車發動機罩內板沖壓成形性設計了零件沖壓4道工序：拉延成形、修邊沖孔、二次修邊沖孔和整形翻邊。

（2）根據零件工藝設計，設計了汽車發動機罩內板零件拉延成形模具，依據設計的數據模型進行模具制造和預壓，得到合格的第一序產品。

參考文獻

[1] 董家玲，張正杰，賈曉峰.發動機罩外板修邊線接刀不順問題的研究[J].模具工業，2020，46（02）：56-58.

[2] 傅壘，李利，黃鳴東，劉成.基于Pamstamp的5182鋁合金發動機罩內板沖壓數值模擬[J].輕合金加工技術，2019，47（07）：48-53.

[3] 張文沛，李歡歡，胡文治，楊冰，胡志力，華林.鋁合金汽車發動機罩內板成形性能研究[J].塑性工程學報，2019，26（01）：26-32.

[4] 秦亞浩，尚欣坤，劉佳.發動機罩修邊工藝分析[J].模具制造，2018， 18（04）：37-40.

[5] 于文濤，楊聲偉.基于DYNAFORM發動機罩內板成形工藝的設計與優化[J].機械研究與應用，2016，29（04）：166-168.