扭力梁彈簧托盤多向側(cè)切修邊工藝及模具設(shè)計

扭力梁懸架是轎車中最常見的后懸架形式，由彈簧托盤、螺旋彈簧、扭轉(zhuǎn)梁、減震器等部件組成。其中減震器、螺旋彈簧及連接襯套與車身連接，彈簧托盤一方面要承托螺旋彈簧，另一方面提高了車輪與大梁之間的剛度，其對整車減震與操控穩(wěn)定性能有重要影響。彈簧托盤一般采用汽車結(jié)構(gòu)鋼制造，其常規(guī)加工方法為：首先將坯料拉深成形，加工相應(yīng)形狀，拉深次數(shù)由工件的成形高度決定;然后通過沖裁修邊獲得翻邊前形狀，再進行翻邊、沖孔、精修邊等工序得到成形后零件。在常規(guī)加工工藝中，各工序是一模單件生產(chǎn)，尤其是修邊工序，實際生產(chǎn)中以普通單件及單方向沖裁居多�，F(xiàn)基于常規(guī)加工工藝中容易出現(xiàn)的質(zhì)量不穩(wěn)定及生產(chǎn)效率低的問題，提出了新的修邊工藝。某車型扭力梁彈簧托盤采用厚度為3.0 mm的熱軋酸洗SAPH440沖壓成形，然后通過相應(yīng)部位與左、右縱臂焊接成一體，最終組成扭力梁懸架。彈簧托盤結(jié)構(gòu)如圖1所示，零件外形不規(guī)則，除螺旋面及螺旋面上的孔外，其余部位為左右對稱。因坯料在拉深過程中各處金屬流動比較復(fù)雜，而且工序件也不能準確定位，導(dǎo)致坯料展開理論尺寸與實際偏差較大，所以為保證零件成形尺寸，在成形后還要進行相應(yīng)部位的修邊或切邊。

1 零件結(jié)構(gòu)

扭力梁彈簧托盤兩側(cè)的圓弧及中間尾邊焊接在縱臂上，靠此承載螺旋彈簧。彈簧托盤底部中心設(shè)有1個圓錐形凸臺，該凸臺是螺旋彈簧的定位中心，凸臺周邊是一個凹腔，用于放置螺旋彈簧。彈簧托盤后邊及兩側(cè)的翻邊較高，且兩側(cè)翻邊頂部還有裙邊，后部圓弧形狀則是要沖切的部位。為保證縱臂與彈簧托盤焊接可靠，減少熱影響，降低應(yīng)力以避免縱臂和托盤焊接處開裂，需提升扭力梁質(zhì)量和強度，這對彈簧托盤兩側(cè)圓弧及尾邊的技術(shù)要求較高。由于零件兩側(cè)圓弧尺寸為空間尺寸并相互有一定的關(guān)聯(lián)性，傳統(tǒng)的單工序沖裁工藝存在多次定位的誤差，不能同時保證零件兩側(cè)及對應(yīng)空間尺寸的穩(wěn)定。此外，單側(cè)沖裁容易造成模具單向受力，影響模具零件間隙及使用壽命，最終影響彈簧托盤成形質(zhì)量，因此普通沖裁方式及傳統(tǒng)模具難以滿足彈簧托盤的成形要求。

2 修邊工藝設(shè)計

通過對零件結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵特性進行分析，可以采取1模2件、多向沖裁、對稱布置的斜楔式?jīng)_模設(shè)計，使左、右工件翻邊朝下放置，在多個方向?qū)?條翻邊進行同步?jīng)_裁。經(jīng)確定后的扭力梁彈簧托盤修邊工藝流程如下。(1)將左、右工件翻邊朝下，分別放入凹模及定位塊的定位芯處進行定位。(2)上模隨壓力機滑塊向下運行，上壓料板在彈力作用下先壓緊工件，上斜楔組件下行與相應(yīng)的下斜楔組件接觸，并推動第一修切凸模和第二修切凸模運動，直至完全進入修切凹模，完成左、右工件的側(cè)切修邊。(3)工件側(cè)切修邊后，壓力機滑塊帶動上模復(fù)位，此時下斜楔組件帶動修切凸模復(fù)位，而工件在頂料器組件的作用下被推出，即可將工件從定位芯取出。(4)模具運行過程中凸模導(dǎo)向塊始終為修切凸模進行導(dǎo)向，保證了刃口的穩(wěn)定性，1模2件同時加工保證了左、右工件尺寸的一致性。該方式采取一次性壓緊定位，可以同時對2個彈簧托盤兩側(cè)圓弧進行修邊，保證了各邊的空間尺寸及相對的位置關(guān)系，避免了多次定位對零件成形質(zhì)量造成的影響，提高了生產(chǎn)效率。由于模具結(jié)構(gòu)是對稱布置，規(guī)避了單向受力對模具零件間隙及穩(wěn)定性的影響，保證了模具的使用壽命和整體穩(wěn)定性能。

3 模具結(jié)構(gòu)及設(shè)計特征

扭力梁彈簧托盤多向側(cè)切修邊模如圖2所示，左右對稱布置，4個位置同步?jīng)_裁。凹模固定座及定位塊作為一個整體，左、右定位芯按一定距離對稱分開，凹模固定座及定位塊的底部鑲?cè)胂履０鍖��?yīng)的凹槽內(nèi)以保持整體穩(wěn)定性。凹模及定位塊與工件側(cè)邊所對應(yīng)的部位加工相應(yīng)形狀，用于第一修切凹模和第二修切凹模等鑲件的固定，各鑲件通過螺釘及銷釘緊固。

1.上斜楔擋塊 2.限位柱組件 3.上模座 4.上斜楔墊板 5.上斜楔組件 6.下斜楔組件 7.第一修切凸模 8.第一修切凹模 9.頂料器組件 10.凹模及定位塊 11.上壓料板 12.螺釘限位套 13.導(dǎo)套 14.導(dǎo)柱 15.導(dǎo)柱底座 16.凸模導(dǎo)向塊 17.吊柄 18.第二修切凹模 19.第二修切凸模 20.下模墊板 21.墊塊 22.下模座 23.左彈簧托盤 24.右彈簧托盤

(1)上模結(jié)構(gòu)：限位柱組件2通過螺釘固定在上模座3底面，上斜楔擋塊1和上斜楔墊板4通過螺釘和銷釘固定在上模座3上;上斜楔組件5通過螺釘及銷釘固定在上斜楔墊板4底面并與上斜楔擋塊1緊靠。上壓料板11通過螺釘配合螺釘限位套12與上模座3固定，導(dǎo)套13通過過盈配合固定在上模座3相應(yīng)孔內(nèi)。(2)下模結(jié)構(gòu)：下斜楔組件6通過螺釘及銷釘固定在下模座22，第一修切凸模7和第二修切凸模19分別通過螺釘及銷釘固定在下斜楔組件6的活動端，凹模及定位塊10通過螺釘及銷釘固定在下模座22中部，第一修切凹模8和第二修切凹模18分別通過螺釘及銷釘固定在凹模及定位塊10上，凹模及定位塊10內(nèi)部設(shè)有頂料器組件9，吊柄17旋入上、下模座兩側(cè)，凸模導(dǎo)向塊16過盈配入下模座22中，并由螺釘加強固定，導(dǎo)柱14與導(dǎo)柱底座15的孔過盈配合，導(dǎo)柱底座15由螺釘和銷釘固定在下模座22上。(3)左彈簧托盤23和右彈簧托盤24腔體朝下，按空間位置尺寸分別套入凹模及定位塊10所在的仿形定位芯中。自由狀態(tài)下因頂料器組件的作用，工件處于頂起狀態(tài)，當(dāng)壓力機滑塊下行，上模壓緊到位時工件與凸模貼合。

4 模具設(shè)計要點

(1)上斜楔擋塊1緊靠上斜楔組件5，主要作用是抵擋生產(chǎn)過程中上斜楔組件5所受的反作用力。(2)上壓料板11為活動式結(jié)構(gòu)，其底部根據(jù)工件外形設(shè)置壓料面，上部附有彈簧，與螺釘限位套12配合起壓料及卸料作用。(3)凹模及定位塊10一方面作為所有修切凹模的固定基座，另一方面作為彈簧托盤的定位芯，頂部及周圈具有相應(yīng)的定位形狀，其內(nèi)部合理布置了彈性頂料器組件。(4)第一修切凹模8、第二修切凹模18固定在凹模及定位塊10的兩端，凹模型面應(yīng)與工件所對應(yīng)的修切面相貼合。

6.下斜楔組件 10.凹模及定位塊 18.第二修切凹模 19.第二修切凸模

(5)模具左、右側(cè)各設(shè)置一個凸模導(dǎo)向塊16，兩側(cè)面分別與第一修切凸模7和第二修切凸模19的外側(cè)面貼合，這樣可以對修切凸模進行導(dǎo)向，而且在沖切時可以抵擋沖裁工件所產(chǎn)生的側(cè)向擠壓力，提高沖切刃口的穩(wěn)定性。(6)多向側(cè)切修邊模工作時斜楔組件應(yīng)同時運動，前后左右各處刃口同步?jīng)_裁工件。當(dāng)限位柱組件貼合時，左、右工件各邊應(yīng)完成沖切。

來源：模具天天報

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