1 后围左/右连接板的结构特点

图1所示为某车型后围左/右连接板，材质为GC270C，属于中低强度的冷轧板，料厚为1.2mm。零件结构特点：①具有上、下2个方向的法兰结构；②下法兰为内凹翻边且边缘为锯齿形状；③下法兰的2个凸台下缘、法兰边与冲压方向成负角。

2 后围左/右连接板成形工艺分析

后围左/右连接板形状类似于V形，一般采用拉深成形容易控制成形零件的表面质量，工艺方案：拉深→修边冲孔→冲孔剖切侧修边侧冲孔→翻边整形→冲孔侧修边侧冲孔。板件在凸模与凹模接触前，压边圈和凹模将外缘材料锁紧。板件成形过程中压边圈控制了材料的流入速度，减少了起皱的情况。但拉深工序需要成形较多外部型面，废料区域多，导致材料利用率低。

为了提高材料利用率且保证成形零件的表面质量，将工艺方案调整为：落料冲孔→翻边成形→冲孔剖切侧冲孔→整形→冲孔侧修边侧冲孔。采用翻边成形工序的缺点如图2所示，下法兰内凹翻边造型起伏大，表面质量较难控制。为了保证成形零件的表面质量，验证翻边成形工序的可行性，需要进一步分析成形过程，制定有效的成形优化方案。

3 CAE成形过程分析

按照常规翻边成形方案设定工具体，成形部件可分为上模镶件、压料器、下模镶件、托料器。通过观察零件形状与结构，需要先成形中部大面的形状并压紧后再进行向下翻边成形，下翻边完全成形后再进行上翻边。

如图3所示，经CAE分析发现在翻边成形工序中由于零件下法兰边翻边面长，上模镶件下翻边到底前30mm材料流入速度加快，在有凸台下缘等特征的位置出现鼓包。随着工具体进一步翻边到位，有鼓包位置的板料受挤压后产生起皱。

通过以上CAE分析结果，一般成形过程难以控制材料的流入，容易出现起皱，下法兰边的表面质量不稳定。为减少和消除下法兰面的起皱，保证翻边面的平整，增加新工具体——外托料器，在下部的法兰处采用托料翻边工艺，上模镶件向下翻边工作过程中与外托料器共同作用，压紧料片。如图4所示，成形过程中板料受约束不会提前流入，能有效消除起皱的情况。

4 模具工作过程

模具结构如图5所示，采用上下翻边成形的模具结构。在成形过程中，通过安装在托料器5上的外托料器4先与上模镶件2接触并压住零件的下法兰处翻边面，翻边面因受到压料力而控制了材料的流入。模具零件工作到底时，零件最终成形，翻边面的成形质量得以控制。

模具工作过程：模具工作初始状态时，机床顶杆顶起，坯料放置在托件器5上，外托料器4位于初始位置与坯料接触；工作中，上模向下移动，压料器9先与坯料接触并压紧，在压料面区域成形；压料器9运动到底后，零件中间部分型面成形到位；随着上模向下移动，上模镶件2与外托料器4接触，压紧坯料；上模持续向下移动，外托料器4上的坯料逐渐与托料器5的翻边凸模面接触，开始成形零件的下法兰；随着外托料器4运动到底，下法兰处翻边板料全部流入托料器5的翻边凸模面，下翻边成形到位；上模持续向下移动，机床顶杆受上模挤压，托料器5向下运动，剩余未成形的坯料型面与下模镶件14接触，开始向上翻边；随着上模接触到限位器10，托料器5也运动到位，模具工作到底，零件所有型面成形完成；上模回退，取出零件，一个工作流程结束。

为了保证运动过程中各运动部件的顺序，先向下翻边再向上翻边，必须要求机床顶杆13的顶出力大于上氮气弹簧8的力，上氮气弹簧8的力大于下氮气弹簧15的力。

5 模具设计要点

5.1 上模结构

如图6所示，上模主要由上模座1、上模镶件2、压料器9组成。上模镶件2安装固定在上模座1，压料器9位于上模座1的腔体内，压力源由上氮气弹簧8提供，上模镶件行程为130mm，需大于托料器5与外托料器4的行程总合，才能实现先压料再翻边。

5.2 下模结构

如图7所示，下模主要由下模座11、下模镶件14、托料器5、外托料器4组成。下模镶件14安装固定在下模座11，托料器5位于下模座14的腔体内，压力源由机床顶杆13提供，下模镶件行程为55mm，由机床控制。外托料器4位于托料器5腔体内，压力源由下氮气弹簧15提供，行程为110mm。外托料器4设有2处调压台，下法兰面翻边工作时与上模座1的调压垫接触，保证压料力的平衡，方便现场人员调试，有助于提升零件最终成形的表面质量。

▍原文作者：唐贵荣

▍作者单位：厦门金龙汽车车身有限公司