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3 工藝設計存在的問題和解決方案

3.1 工藝設計存在的問題

設計評審是模具工藝設計的關鍵環節，一般在工藝流程完成后組織內部評審，在公司的生產實踐中驗證該工藝方案的可行性，可以開展模具設計和制造。

該工藝通過評審結合生產實際存在一些問題，具體如下。

（1） 成形工序除殼體R角外，其余尺寸直接翻邊為設計要求的波浪直筒形狀。殼體基本尺寸與產品設計尺寸一致，材料的彈性變形、模具翻邊間隙、鋼板纖維方向等因素，導致離合器蓋翻邊后直徑尺寸呈不規則回彈變形，實際成形時，殼體的直徑尺寸易波動。

（1） 后工序以離合器蓋內型腔和輔助定位為基準進行二次整形、沖中心孔、精壓、校平等加工時，離合器蓋不能順利放入模具內，不能準確定位，通過模具工作時將離合器蓋壓入模具內并隨形自找正，容易造成放件、取件困難，并使離合器蓋、模具凹模、凸模拉傷嚴重，模具需頻繁拋光維修，離合器蓋圓度、直徑尺寸、壁厚存在差異。

3.2 工藝優化解決方案

分析審核意見后進行工藝改進、模具結構優化、縮短工藝路線、降低加工誤差，盡量做到關鍵尺寸一步工序完成。主要工藝優化了成形和整形校平 2道工序：①改進沖壓工藝和模具結構設計，在成形工序中將鋼板料片預翻邊為波浪錐筒形狀；②在整形校平工序通過2次翻邊和內反鐓校平，沖壓零件最終成為波浪直筒形狀^[4]，改進后工序如表2所示。

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3.3 問題改進效果

（1） 沖壓成形工序：零件預成形翻邊為波浪錐筒形狀，精壓沖孔及整形校平以離合器蓋內型腔為定位基準，利用錐體形狀有自定位的特點，加上相應的輔助定位，使定位、放件、取件更準確、容易，減 21小了離合器蓋2次定位產生的沖壓加工誤差。

（1） 整形校平工序：通過 2 次翻邊和內反鐓校平，離合器蓋成為波浪直筒形狀，成形零件的直徑等關鍵尺寸1次成形達到設計要求。

（2） 上述2道關鍵工序的凹模、凸模均采用了分體結構以便維修、調整，凹模鑲件使用表面TD處理技術改善翻邊時零件拉傷情況和模具零件的磨損，零件的同軸度、尺寸精度和外觀質量均得到有效改善。

4 模具結構設計和問題分析

根據零件結構和工藝流程的分析進行了模具結構設計，以下重點介紹工序③的成形模、工序⑤ 的精壓沖孔和工序⑧的整形校平3副模具結構。

4.1 成形模設計

成形模設計時在離合器殼體的翻邊部分與軸向設計夾角，翻邊為波浪錐筒形，錐頂為離合器蓋的直徑尺寸，模具結構如圖10所示，角度的選擇主要基于以下2個方面。

（1） 利用錐體形狀有自定位的特點，加上相應的輔助定位，在后工序（整形校平）2次翻邊時，以離合器殼體內型腔定位能夠順利放入模具凸模上，能準確定位減小誤差，操作時容易放件、取件。

翻邊角度如果取得太小，離合器殼體翻邊后接近波浪直筒，改進前的缺點依然會存在；翻邊角度如果取得較大，則無法準確定位。

改進后的整形校平工序是2次翻邊與校平同時進行，離合器殼體的直徑等關鍵尺寸一步完成達到零件設計的波浪直筒形，為減少回彈保證尺寸精度，模具零件間隙設計很小，增加了2次翻邊的（1） 難度，也增大了模具零件磨損和離合器殼體拉傷的概率。

通過以上分析，翻邊角度的選取應在以下范圍內較適宜：錐頂半徑-錐底半徑≈（0.5~0.6）t，其中t為材料厚度，既符合錐體自定位的特點，又可減少2次翻邊的難度。

經計算求得整數單邊角度為4°，取值約為0.53（此時殼體波浪錐筒形的錐底比錐頂單邊t 大3.7 mm，材料厚度7 mm）。

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4.2 精壓沖孔模設計

精壓沖孔模要完成精壓、沖中心孔、標識和校平工序，其結構如圖11所示。模具增加可靠性連接和定位以提高生產穩定性，方便使用、維修和保證零件成形質量，模具的相對高度、相對位置和沖裁間隙、精壓壓塊、配合部分都需要進行計算。

4.3 整形校平模設計

整形校平模結構如圖12所示。

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離合器殼體在成形時翻邊為波浪錐筒形，在該工序采用殼體內型腔定位可自找正，實現了零件放入、取出操作準確、方便快捷。

改進后的整形校平工序是二次翻邊與校平同時進行，使離合器殼體最終成為波浪直筒形，成形零件的直徑等關鍵尺寸一步完成并達校平采用內反鐓形式可以保證螺栓孔有效平區，外反鐓和內反鐓的區別如下：

①外反鐓：優點是殼體校平后的平面區范圍大且穩定，校平塊強度稍好；缺點是殼體必須是直筒形，在模具上定位、放件、取件困難，同時需要在校平前增加一道車削大端面工序，車削加工用時久、效率低，且外反鐓容易使殼體產生擦傷、裂口、（1） 外徑脹大，對模具整體損傷大，影響成形零件質量；

②內反鐓：優點是取消了車削大端面工序，生產效率大幅提高，利用 Adams 軟件驗證廢料添加外力的作用及位置對廢料滑落狀態的影響，以此判定是否需要頂料銷或掛鉤、頂料銷的力的大小和方向以及頂料銷和掛鉤的位置等。

某車型翼子板異形廢料滑落在沖裁過程中，運用Adams在廢料上設定添加外力的位置及大小，如圖11（a）所示。

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模擬結果顯示，通過在異形廢料直邊處添加向上的外力，廢料滑落順暢。在模具整改過程中，根據模具有限空間，在上模鑲件上增加掛鉤裝置，并且使掛鉤對異形廢料的施力點對應Adams模擬點位，如圖11（b）所示，經過整改后解決了該廢料卡料問題。

正修側修復合廢料，在生產過程中比正修、側修異形廢料更容易卡料，解決方法也更復雜，所以在模具前期設計中，應盡量避免此類工藝或對其進行廢料滑出模擬，以便于縮短模具整改、驗收周期。

3 結束語

Adams軟件操作簡單，能模擬生產過程中異形廢料滑出過程，并能準確布置頂料銷和掛鉤等外力裝置的位置及檢測仿真力的大小。

在模具開發階段運用Adams對產品中的異形廢料的滑出進行模擬，發現廢料滑出不暢的原因并加以解決，為后期的模具交付縮短周期，節省時間和財力物力。

對廢料產生方式進行分類，通過其模擬結果與實際生產結果對比，可以得出這三類廢料的卡料頻次和解決方案的難易程度：正修側修異形廢料＞側修異形廢料＞正修異形廢料。

對于內板件中，產品有異形孔時，在上模鑲件上設置頂料銷不宜少于3個；在工序排布和模具設計時，應盡量避免廢料兩端都搭接廢料刀背的情況產生。

正側修邊異形廢料通常需要增加外力裝置，可以用Adams確定外力的形式、作用位置及力的大小。

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