具有反拉伸特征的W型制件沖壓成形工藝方案

王雙柱

（一汽模具制造有限公司，吉林長春 130000）

1 引言

轎車主要是由車身件外覆蓋件、車身結構件、底盤件、動力總成件等組成的，車身結構件相當于動物的骨骼，支撐著整個車身，所以又叫骨架件，在骨架件結構中，有一類特殊的W 型制件，如轎車后懸掛固定座，如圖1所示。從制件名稱上不難理解這個制件的重要性，它起到了后懸掛和車身連接的紐帶作用，起重要的承載作用，對汽車安全性方面非常重要，各種轎車車型該位置的制件形式非常類似，都具有W型的特征。

2 后懸掛固定座結構特點

后懸掛固定座安裝在底盤部位，材料一般為中等強度鋼板，本案例所用的材料為：FC250/450DPD+Z-60/60，材料厚度為2mm，而且左、右件一般是成對出現（對稱件），由于其結構形狀復雜，材料流動性差，開裂和起皺風險并存，尤其中間部位非常難于成形，是該制件的工藝難點所在，正常一次拉伸是無法實現的。

3 后懸掛固定座結構工藝分析

該制件總的工藝思路是現將中間部位成形到位，然后將兩側通過成形工藝來解決的。該制件可以用級進模具加工，也可以用多工位模具加工，加工形式的不同，工藝方案也是不盡相同的，下面介紹兩種中間部位的成形工藝方案。

3.1 一次拉伸多次成形的工藝方法

（1）沖壓方向。將中間部位向上消除負角如圖2所示作為拉伸沖壓方向。

（2）第一次拉伸工藝造型。

由于該制件的造型復雜，無法通過拉伸系數的計算來判定中間部位的成形次數，只能按照體積不變的原則經過不斷的實驗來確定成形次數。

如圖3 所示，以底面A、底面B 作為壓料面、頂面控制拉伸高度，將側面A 偏距50mm，側面B 偏距35mm，凹模圓角半徑為R35mm，得到第一次拉伸造型如圖4所示，毛坯為370×300mm的方料。成形結果如圖5所示，拉伸沒有問題。

圖3 參考面簡圖

圖4 第一次拉伸造型

圖5 第一次拉伸結果

（3）第二次成形工藝造型。將側面A偏距33mm，側面B偏距25mm，凹模圓角半徑為R25mm，得到第二次成形造型如圖6 所示，模擬分析工具體設置如圖7所示，分析結果如圖8所示。

圖6 第二次成形造型

圖7 第二次成形工具體設置

圖8 第二次成形結果

（4）第三次成形工藝造型。

將側面A 偏距15mm，側面B 偏距15mm，凹模圓角半徑為R20mm，得到第三次成形造型如圖9 所示，模擬分析工具體設置如圖7 所示，分析結果如圖10 所示。

圖9 第三次成形造型

（5）第四次成形工藝造型。將側面A偏距10mm，側面B偏距10mm，凹模圓角半徑為R15mm，得到第四次成形造型如圖11所示，模擬分析工具體設置如圖7所示，分析結果如圖12所示。

圖11 第四次成形造型

圖12 第四次成形結果

（6）第五次成形工藝造型。將側面A 偏距5mm，側面B 偏距5mm，凹模圓角半徑為R15mm，得到第五次成形造型如圖13所示，模擬分析工具體設置如圖7所示，分析結果如圖14所示。

圖13 第五次成形造型

圖14 第五次成形結果

（7）第六次成形工藝造型。中間部位完全到達制件狀態到第六次成形造型如圖15所示，模擬分析工具體設置如圖7所示，分析結果如圖16所示。

圖15 第六次成形造型

圖16 第六次成形結果

（8）一次拉伸多次成形的工藝方案小結。

通過以上成形過程描述，通過一次拉延和五次成形將制件中間的部分加工到位，至此此件的工藝難點部位得到解決。優點：工藝思路清晰，模具結構簡單，調整方便。缺點：成形工步較多，故此方案較適用級進模具的生產加工。

3.2 一次拉伸一次斜楔整型的工藝方法

由于多工位模具受到工步的限制，一般最多6～7步就得將制件加工完畢，故設計了下面的工藝方案將中間的工藝難點解決掉。

（1）第一次拉伸工藝造型。該造型即要滿足第一次拉伸的要求，也要滿足第二序斜楔整形的要求，需要不斷的試錯。工藝造型如圖17所示，工具體及料片如圖18所示，分析結果如圖19所示。

圖17 拉伸工藝造型

圖18 工具體示意圖

圖19 第一次拉伸分析結果

（2）第二次斜楔整形工藝造型（見圖20）。經過嘗試，正整形是無法滿足成形性要求的，必須通過斜楔整形（見圖21），來實現中間的工藝難點部位，分析結果如圖22所示。

圖20 斜楔整形工藝造型

圖21 斜楔整形工具體示意圖

圖22 第二次斜楔整形分析結果

（3）一次拉伸一次斜楔整形的工藝方案小結。通過以上成形過程描述，通過一次拉延和一次成形將制件中間的部分加工到位，至此此件的工藝難點部位得到解決。優點：工步較少。缺點：工序間造型困難，需要多次試錯，第二序需要斜楔，模具結構復雜。故此方案較適用多工位模具的生產加工，由于具有斜楔整形，故不適用級進模具的生產方式。

4 結束語

通過對后懸掛固定座結構特點，及工藝難點進行分析，提供了兩種不同的工藝方案來解決此類件的工藝難點問題，這兩種不同的工藝方案具有較強的針對性，可以作為具有反拉伸特征的W型件沖壓成形工藝方案的一種借鑒。