一、零件成形工艺分析

　　车桥是载重汽车上的重要零件之一，由2件半壳焊接而成，主要作用是承受汽车的载荷，维持汽车在道路上的正常行驶。后桥半壳(见图1)采用料厚8mm的B510L钢板成形，长度尺寸为1645mm。后桥半壳原成形工艺为：落料→成形→等离子切坡口→镗孔→加工漏油孔→铣两侧ϕ300mm大平面→加工轴头。对后桥半壳原成形工艺进行分析，将后桥半壳的成形工艺改为由落料、成形、整形墩坡口3副模具完成，各模具间工件传递由原来的手工取放料改为机械手自动化操作，不但很好地保证了工件在各工序模具上定位的可靠性、一致性、安全性，而且大大减小了后期人工操作的强度，减少了操作人员。后桥半壳成形后直接进行合焊，减少了等离子切坡口、镗孔、铣大平面、加工漏油孔、加工轴头孔等诸多工序，节省了大量的资源，提高了生产效率。

　　二、模具设计

　　1、基本结构设计

　　根据后桥半壳材料厚、长度长的特点，各道工序的成形模具中凸、凹模采用镶拼结构，上、下模座均为箱式铸造基体结构，不但保证了模具质量和强度，冲压时既减震，又能节约材料，减少加工面积，降低成本。

　　1.下模座 2.压料芯 3.凸凹模镶件 4.光电感应器 5.卸料螺钉 6.弹簧 7.冲孔凸模 8.冲孔凹模 9.盖板 10.切边凹模

　　后桥半壳的落料尺寸为1702mm×330mm，落料工序件尺寸如图2所示。后桥半壳料厚为8mm，落料时，落料模的凸、凹模刃口磨损很严重，因此，落料模(见图3)凸凹模镶件在修边刃口上采用了双面刃口结构(见图4)，即凸凹模镶件上、下面均加工出刃口，当上面刃口磨损到无法修复的状态时，将凸凹模镶件翻转180°，将下面刃口翻转到上面继续使用，螺钉孔、圆柱销孔位置保证翻转后与原位置重合。这样凸凹模镶件刃口使用寿命不但得到成倍提高，而且在生产过程中遇到刃口崩裂等突发事件时，能够快速解决而不影响正常生产。该模具结构已经应用实际生产，得到用户高度认可，很有推广价值。

　　1.上模座 2.凸模组件 3.上过渡板 4.安全螺钉 5.打料杆 6.弹簧 7.下模座 8.下过渡板 9.顶杆 10.安全螺钉 11.推板 12.光电感应器 13.凹模

　　成形模(见图5)与整形模(见图6)下模采用推板结构以减小工件在成形过程中的窜动。成形模与整形模工作时，顶杆将推板顶出至与凹模上平面平齐，工件在压制的过程中成形推板V形型腔限制工件左右窜动。上模采用打料杆结构，保证工件不带至上模。2副模具均采用光电感应器与压力机、机械手连接，因零件尺寸公差比较小，后续不加工，在成形模凸模、凹模方管、桥包、凹模圆管处需采取相应的措施以控制零件变形回弹。在零件成形结束后的方管侧壁及圆管端头均会产生回弹，经过反复分析和调试，在方管底平面处及圆管端头均应做反变形补偿，以补偿零件成形中产生的回弹，具体的反变形补偿方式如图7所示。

　　2、模具主要零件材料的选用

　　由于零件料厚为8mm，且形状不规则，零件在成形过程中，模具凸、凹模成形的R角处经过剧烈摩擦，磨损极其严重，一般材料很难满足大批量生产的要求。因此，在凸、凹模材料的选用上，根据各模具的特点和工作要求，落料模凸、凹模采用进口的SKD11钢制造，淬火硬度58~62HRC，大大提高了凸、凹模刃口的使用寿命。成形模凸、凹模采用Cr12MoV钢制造，淬火硬度58~62HRC，模具调试好后成形凹模表面做TD处理，经过TD处理后，能够达到硬质合金的高硬度和耐磨性，解决了厚料在生产过程中容易产生的拉伤问题，不但减少了反复修模、装模的次数，还节约了生产成本。整形模凸、凹模采用Cr12MoV钢制造，淬火硬度58~62HRC。模具模座均采用铸铁HT300制造。

　　3、重点解决的问题

　　在冲压生产中，零件成形回弹是客观存在并难以避免的，经过对后桥半壳的成形工艺进行分析、计算和对模具的调试，后桥半壳在成形过程中的回弹主要集中在侧壁和圆管端头处，针对这两处的回弹，采取在模具凸模和凹模的底平面做了反回弹补偿来解决侧壁的回弹，在圆管端头处做反回弹来补偿圆管端头的回弹。

　　为预防板料在成形过程中产生窜动和开裂，采用成形推板结构，保证零件在成形过程中与推板两侧面完全贴合而防止窜动，采用加大凹模R角的方法来避免零件成形开裂。

　　三、模具工作过程

　　机械手将毛坯料放到落料模凸凹模镶件上，毛坯料以L形定位板定位，光电感应器感应到毛坯料定位后，将信号传输给压力机，压力机发出指令，机械手撤回，压力机滑块带动上模下行，压料芯在强力弹簧的作用下将毛坯料压紧在凸凹模镶件上。上模继续下行，安装在上模座上的切边凹模开始切边，直到上、下模完全贴合，完成对零件外形的切边。压力机滑块带动上模运行到上止点，压力机发出指令给机械手，装在第一台压力机上的机械手将零件从落料模的下模上取出，转送到成形模的下模上。

　　安装在成形模下模座上的光电感应器感应到板料到位后，将信号传输给压力机，压力机发出指令，机械手撤回，压力机滑块带动成形模上模下行，此时零件在下模成形推板和上模的作用下，零件被压紧不再窜动，上模继续下行，将成形推板和零件完全压入下模型腔内，完成零件形状的压制。压力机滑块带动上模运行到上止点，成形推板将工件顶出，压力机发出指令给机械手，装在第二台压力机上的机械手即可将零件从下模上取出，转送到整形模的下模上。

　　安装在整形模下模座上的光电感应器感应到工件后，将信号传输给压力机，压力机发出指令，机械手撤回，压力机滑块带动整形模上模下行，此时零件在下模成形推板和上模的作用下，零件被压紧不再窜动，上模继续下行，将成形推板和零件完全压入下模型腔内，完成零件形状的整形。压力机滑块带动上模运行到上止点，成形推板将工件顶出，压力机发出指令给机械手，即可将工件取出放到传送装置上，至此一个工作循环结束。

　　四、模具的先进性和创新点

　　后桥半壳冲压成形模具的成功开发，使后桥半壳后续的加工量大大减小，加工过程更加简单，生产周期短，生产效率大幅提高，节约人力和物力，也是国内唯一一家率先使用此项技术的厂家，填补了国内后桥半壳生产的一项空白，为成形后桥半壳模具市场提供了可靠的技术支持。