驱动桥千斤顶支座成形工艺优化浅析

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摘要：对千斤顶支座零件进行工艺分析，通过不同成形方法的对比以及对零件的适应性，确定了合理的成形工艺，并阐述了成形模的结构特征，总结了模具设计的要点。经生产验证，该成形工艺合理，规避了由于产品坯料整体式的一次性变形较大而容易造成其内部微裂纹并影响产品性能的风险，简化了模具结构，保证了零件成形质量，提升了生产节拍，加大了产能，降低了生产成本。

关键词：千斤顶支座；成形工艺；开式V形结构；柔性型双工位结构；汽车后驱动桥

千斤顶支座是汽车后驱动桥上一个零件，是日常检修、更换后轮胎等情况下千斤顶的着力点。某车型后驱动桥的千斤顶支座，零件采用厚度为6.0mm的Q235板材，由冲压工艺成形，零件左右对称，左件结构如图1所示。千斤顶支座传统的生产方式是采用单动四柱两梁液压机加工，所使用的成形方式为整体式全包围成形，其模具结构复杂，外形结构庞大，生产耗时长，关键是由于产品坯料变形较大容易造成其内部微裂纹，从而影响产品性能。因此，产品的质量一直存在风险。现采用开式V形件成形模具，能使产品坯料变形小，避免千斤顶支座出现破裂，保证千斤顶支座整体性能稳定。

一、成形工艺分析

从技术及整车装配各方面考虑，千斤顶支座是通过侧平面焊接在汽车后驱动桥壳本体上，其作为汽车后驱动桥上重要刚性支架对自身强度要求较高。由于采用常规的一次性整体式成形方式加工，零件的折弯转角处容易在成形过程中出现内部微裂纹而影响产品性能，导致不良率上升。因此一次性整体式成形工艺存在一定风险，不适用于此零件成形。通过对零件的特有形状进行分析，可以采用分步加工的方式将零件折弯成形，即采用开式V形结构分两个步骤加工出零件需要成形的外形结构。第一工步，将三角形的短边加强筋弯折成形；第二工步，将长方形的长边加强筋弯折成形。经确定后的千斤顶支座成形工艺流程如图2所示。

二、模具结构及特点

经过工艺分析后，设计的千斤顶支座成形模结构如图3所示。模具采用开式V形结构，零件运用分步加工的方式折弯成形。根据零件的外形尺寸大小，模具成形凸模和成形凹模设计时采用柔性型可通用样式的双工位结构，使零件的左右件能在第一工步同步完成折弯成形，在第二工步分别独立完成折弯成形。零件定位机构采用定位板内腔固定零件局部外形方式，以及定位板与挡料板组合形腔定位零件外形方式，保证零件成形后的外形尺寸达到要求。模具主要特点为：1）将模具分为上半部分和下半部分。模具的上半部分结构为：成形凸模通过螺栓与上垫板连接，上垫板通过螺栓及定位销与上模板连接，模柄采用过盈配合与上模板连接，导套通过过盈配合与上模板连接，成形凸模安装时要保证定位准确，避免在第二工步加工时与零件外形发生干涉，使零件产生意外变形以及形成内部微裂纹。2）模具的下半部分结构为：挡料板通过螺栓与成形凹模联接，定位板通过螺栓与成形凹模联接，成形凹模通过螺栓及定位销与下模板联接，导柱采用过盈配合与下模板连接，挡料板和定位板安装时要保证定位规整准确，避免在第二工步加工时零件外形定位不准确，使零件加工后外形尺寸达不到要求。3）模具的成形凸模在其V形部位的顶部需加工出一个两侧边长15mm、高0.6mm的外扩式V形台阶，在零件弯曲时起到修正回弹角度的作用。4）模具的上模部分与下模部分装配时，成形凸模与成形凹模的单面间隙要控制均匀一致。零件的生产作业过程简述如下：1）将落料－冲孔工序后预制的某车型后驱动桥的千斤顶支座左右件，分别放置在模具两边的定位机构定位板的形腔内侧。2）开动压力机对预制的某车型后驱动桥的千斤顶支座左右件进行第一工步弯曲成形加工，将三角形的短边加强筋完成弯折成形，使三角形的短边加强筋与底平面呈89°～90°。3）将经过第一工步弯曲成形的某车型后驱动桥的千斤顶支座左件或右件任选其一，单独放置在模具的定位机构定位板和挡料板组成的形腔内侧。4）开动压力机对完成第一工步弯曲成形的某车型后驱动桥的千斤顶支座进行第二工步弯曲成形加工，将长方形的长边加强筋完成弯折成形，使长方形的长边加强筋和三角形的短边加强筋与底平面同时呈89°～90°。

三、设计要点

1）模具的凸模和凹模采用开式V形结构，使零件可以运用分步加工的方式采用压力机实施折弯成形。优化改善了常规的一次性整体式成形工艺使用液压机加工带来的成形模具结构复杂、生产节拍较慢以及零件不良率控制不佳和生产成本较高的状况。2）模具成形凸模和成形凹模设计时采用柔性型可通用样式的双工位结构，使零件的左右件能在第一工步同步完成折弯成形，同时在第二工步分别独立完成折弯成形，提升了生产节拍，加大了产能。3）零件定位机构采用定位板内腔固定零件局部外形方式达到第一工步精确定位，以及定位板与挡料板组合形腔定位零件外形方式达到第二工步精确定位，充分开发出定位板的内腔及外形对第一工步和第二工步皆可精确定位的功效，模具整体外形大小及结构布局得到较大的优化。4）成形凸模和成形凹模的V形部位的夹角均取89.6°。5）模具的上下部分装配时，成形凸模与成形凹模的单面间隙要控制在0.03～0.06mm。

四、结语

实际生产证明，采用此冲压加工工艺，结合开式V形成形模的应用，可持续稳定地确保成形零件尺寸和使用性能均达到要求。该成形工艺及模具结构规避了由于产品坯料整体式的一次性变形较大而容易造成其内部微裂纹并影响产品性能的风险，简化了模具结构，保证了零件成形质量，提升了生产节拍，加大了产能，降低了生产成本。在提升工件质量的同时其产能提升2倍以上，取得了理想的效果。该模具结构已获得实用新型专利证书，证书号第3670532号，实用新型名称：汽车驱动桥千斤顶开式V形支座成型模具，专利号：ZL201320866658.1。开式V形成形模易于加工，结构可靠，质量稳定，实用及推广性较强，对类似零件的工艺及模具设计具有参考作用。

参考文献：

[1]姜奎华.冲压工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]王新华，袁联富.冲压结构图册[M].北京：机械工业出版社，2005.

[3]刘强.模具钢参数与应用新技术实用手册[M].北京：中国工业电子出版社，2006.

[4]韩耀东.轿车轮毂轴支架冲压工艺及模具设计[J].模具工业，2018（7）：22-24.

[5]肖鹏飞，汶延军，王飞.汽车纵梁模具改制方案[J].汽车工艺师，2018（7）：52-54.

作者:邹函滔 单位:江西江铃底盘股份有限公司