简易横具制作冷 中压成形钣金件工艺分析

当今社会是个个性化的时代， 黄海客车产品为了 满足不同市场用户的要求，更新换代速度 日益加快。由此客车冷冲压成形钣金单件生产就出现种类多数 量少的现象。工厂现有工艺手段难于制作， 为了保证 这种钣金成形件的加工质量， 通常必须配备相适应的 模具才能完成。而正规的模具是一种技术密集型产 品， 所需材料价格昂贵、 生产周期长、 生产成本高( 约 占产品成本的 1 0 ％～3 0 ％)， 并且只有在冲压零件生产 批量大的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体 现， 获得好的经济效益。为解决模具投制周期长、 成本 高的问题 ， 可采用快速经济制模技术加以解决， 如低 熔点合金制模技术、 锌基合金制模技术、 环氧树脂制 模技术、 喷涂成形制模技术、 叠层钢板制模技术等。 下 面我们在实际生产中， 利用工厂现有的通用成形折边 机床及油压机设备， 针对冷冲压成形钣金件不同的工 艺要求 ， 选用普通焊接钢板 ， 采用焊接工艺 ， 依靠手工 和机加工相结合手段， 制做快速经济简易模具， 以达 到很好地解决投制正规模具所带来的成本高、 周期长的目的。

1可调节压弯模具设计

1.1 产品件工艺分析

黄海客车上常焊接一些 z型板，z型板如图 1所 示。折边高度A小且经常变化， 在现有通用折边机床 上无法完成此厚板小件。 统计发现， 这些小件数量并不 是非常的多， 制作精度要求也不特别高， 主要是生产周 期非常短。对于 3 _ 4 mm的厚钣金， 若没有工装， 仅靠 手工成形， 非常困难， 质量上难以保证。通过以上工艺 分析， 我们设计可调节的压弯模具。

1.2 可调节 Z型板压弯模t r ot范围的确定

图 1所示 的 z型板 ， 在质量精度要求 、 高度 A均 合适情况下， 可在折弯机上通用弯曲模上完成。在通 用凹模四个面上分别制出适应于弯制零件的几种槽 口。图 2所示的折弯机通用弯曲模折弯情况属于校正 弯曲成形方式。对于成形 3 —4 mm的厚钣金件， 通用 凹模深度 至少大于 1 5 mm。对公司折弯机上通用 弯曲模的比对， 公司现有可折边 3 — 4 mm厚钣金件通 用凹模尺寸如图 2所示。由作图可知， 用此通用弯曲 模加工如图 l所示的z型板，高度4至少要求大于 2 3mm。为此我们要设计的可调节压弯模加工高度A 范围应大于等于 2 3mm的z型板。弯曲V形件的凹 模深度 。 底部最小厚度 h值见表 1 。

1.3 可调节简易压弯模设计

根据产品件加工精度要求、 现有产量及可调节压 弯模特点， 设计了如图3所示可调节 z形板压弯模。

1.3.1 可调节 Z形板压弯模的设计要点

a ．可调节 z形板简易压弯模的设计基础首先仍 是压弯模的设计。凸模弯曲半径 尺取工件的弯曲半 径( 板料厚度 4 mm)。

b ．Z形板成形模具为三边成形，会出现侧向力，设计防侧向力导板， 此导板对模具间隙起导向作用。

c ．此弯曲模的凸、 凹模间隙可通过调整压机的闭 合高度以及凸凹模上防侧向力导板位置来控制， 设计 时可以不考虑。

d ．此类工件，一般只对 z形板高度 A精度要求 能高些， 对于模具中没有压料装置， 并且模具中一组凸凹模高度在一定范围内可调， 造成压弯时坯料不稳 定 ， 容易出现滑移 ， 这只会影响到 Z形板两侧 的长度 ，而对 z形板高度 4的精度不会产生影响。

e ．最重要的是在弯曲模设计时， 应充分考虑 z形 板工件精度要求不高的工艺性； 弯曲模具本身工作时 模具所受负荷不大， 只是有一定的摩擦， 造成凸、 凹模 间隙不均时， 可通过调整压力机的闭合高度以及凸凹 模上防侧向力导板位置来控制的特点， 对模具所用材 料进行调整 ， 除对经常受摩擦力的导板 、 压紧锁紧螺 栓采用 45号钢外 ，其它部分均采用焊接性能好的普 通 Q2 3 5钢板，焊后对有精度要求的部分进行加工而 成。这样不但减少了使用模具钢材料的成本， 焊后整 体仅对有精度要求的部分进行加工， 而不用像其它模 具那样，从各个装配单件上就要严格保证加工精度，再研装调整至合格。不但生产周期长， 还增加成本。

1.3.2 可调节 Z形板压弯模的使用

图 3所示可调节的压弯模具上， 沿上模顺长度方 向设计有 3个调节螺栓， 将调节螺栓拧到模具体的螺 纹孔中。可调节螺栓中心为通孔 ， 再将锁紧螺栓穿过 调节螺栓 。可根据 z形板的高度 4的不同， 在锁紧螺 栓的螺杆下端套上数量不等的垫片， 在端头的垫片上 有与锁紧螺栓对应的内螺纹 ， 其它垫片开直径大于锁 紧螺栓直径的长型孔， 以方便垫片的调整。拧动 3个 锁紧螺栓， 将数个垫片紧固在上模上， 调整调节螺栓，
保证锁紧螺栓端头不露出垫片。下模调整方法类似，只不过除端头外 的调整垫片所开直径大于锁紧螺栓 直径的长型孔是顺着下模的方 向， 调整垫片从模具 的 两端头取放 。

对于产量少的 z形板， 也可不必调整调节螺栓和锁 紧螺栓， 直接将垫片用胶布粘贴到上下模上即可。

2 经济简易成型模的设计制作

以天然气钢瓶支架成形模为例， 如何依据工件的 精度及工艺要求， 设计制作经济简易成型模。

2.1 产品件工艺分析

图 4所示天然气钢瓶支架成形模 ， 基本单件都是 相似的。由数量不等的几个半圆弧和直线部分组成。上下支架 总成是在上述成形单件的基础上焊接不同 的加强筋制成，配对使用。使用时，在上下支架的半圆部分内部垫上弹性橡胶，装配在天然气钢瓶体上。螺栓穿过上下支架半圆中间连接直线段上的通孔，加垫圈，用螺母锁紧。

对这样的厚板成形件，如果没有工装保证，仅靠手工成形，不仅是质量问题，根本无法制作出。对此我们必须投制成形模具。考虑到天然气钢瓶支架低精度的特点，在低精度允许的范围内，设计制作一套经济的低成本的成形模具就显得非常重要。为此，我们设计制作了如图5所示的经济简易成型模。

2.2经济简易成型模的设计制作特点

a选材。为使3mm厚钢板成型模具凸凹模表面有较强的抗磨性，选用可焊性好的中碳钢（45号钢），用表面淬火获

取较好的抗磨性。

溪凸凹模加工。为满足产品件加工，选定凸凹模板厚为80 mmo从经济性方面考虑，凸凹模加工采用数控火焰切割

机，对80 mm厚钢板进行切割。

此靠模为焊接结构，手工修形，材料要选用焊接性能好，易修磨成形的Q235一A材料。采用C02气体保护焊进行焊

接，选用合理的焊接规范和焊接顺序（交错焊接）。焊接时间不能过长，焊接10 min后停一段时间，待冷却后再进

行焊接。焊接足够的加强筋保证各定位块强度，待焊接靠模全部焊完冷却后，用手锤敲击靠模表面，以消除靠模在

焊接时产生的内应力。

3结束语

在后续的生产中，我们充分、准确地了解钣金成形件的精度、工艺性、产量，依此合理地确定模具要达到的精度，制

定模具结构。使设计制作的模具，在保证成形件质量的前提下，降低成本，不造成经济浪费。借鉴上述方法，利用现

有设备，几年中制作了数十套的经济简易模具，为公司节约了大量资金，降低客车成本。