一種普通沖壓機(jī)床和自動(dòng)沖壓機(jī)床通用的拉延模具

魏國(guó)哲，王之來(lái)，董立光

(1.長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心，河北 保定071000；2.河北省汽車工程技術(shù)研究中心，河北 保定071000)

汽車工業(yè)的發(fā)展水平，一定程度上代表了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)汽車工業(yè)有也很大的發(fā)展，目前汽車工業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)[1]。而汽車覆蓋件在整車開(kāi)發(fā)中具有重要的地位，其開(kāi)發(fā)從汽車造型開(kāi)始，零件設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、模具制造、試模，到能成功生產(chǎn)出產(chǎn)品為止，是一項(xiàng)復(fù)雜的工程。一個(gè)新車型的投產(chǎn)，用于車身覆蓋件的投資約占全部投資的40%~60%。模具作為生產(chǎn)汽車覆蓋件的重要工藝裝備，其設(shè)計(jì)速度和質(zhì)量直接影響著汽車的開(kāi)發(fā)周期和品質(zhì)。為了適應(yīng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)能力，就必須加強(qiáng)對(duì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究力度，從而達(dá)到縮短模具設(shè)計(jì)、制造周期，減輕設(shè)計(jì)人員勞動(dòng)強(qiáng)度的目的[2]。

覆蓋件模具按照功能分類，可分為拉延模、修邊沖孔模、翻邊整形模、斜楔模等[3]。拉延模是保證制成合格覆蓋件最主要的裝備。其作用是將平板狀毛料經(jīng)過(guò)拉延工序使之成型為立體空間工件。拉延模具通常是根據(jù)機(jī)床技術(shù)參數(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的，因此一般拉延模具只能匹配單一型號(hào)的沖壓機(jī)床，當(dāng)現(xiàn)有普通沖壓生產(chǎn)線需要升級(jí)或者改進(jìn)時(shí)，原拉延模具因不能滿足升級(jí)或者改進(jìn)后機(jī)床的配合要求而被淘汰，模具的重新設(shè)計(jì)制作不僅造成了資源的浪費(fèi)，而且拖延了生產(chǎn)線升級(jí)改造的進(jìn)度，給企業(yè)的生產(chǎn)造成不利影響。

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，本文提出了一種性能可靠、實(shí)用性強(qiáng)、普通沖壓機(jī)床和自動(dòng)沖壓機(jī)床通用的拉延模具。

1 模具結(jié)構(gòu)

拉延模具由下模、壓邊圈和上模三部分組成，下模與壓邊圈、壓邊圈與上模之間通過(guò)導(dǎo)板導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)，上模、下模通過(guò)壓板槽固定在機(jī)床上。現(xiàn)有普通沖壓機(jī)床壓板槽、頂桿中心距離125 mm，自動(dòng)線沖壓床壓板槽、頂桿中心距離150 mm。

本文拉延模具通過(guò)對(duì)現(xiàn)有金屬拉延模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在下模、壓邊圈和上模上均設(shè)置了與普通沖壓機(jī)床和自動(dòng)沖壓機(jī)床匹配的兩套安裝及定位機(jī)構(gòu)，滿足了兩種不同技術(shù)參數(shù)沖壓機(jī)床的配合要求，由此實(shí)現(xiàn)了一套模具既可應(yīng)用于普通沖壓機(jī)床，又適用于自動(dòng)沖壓機(jī)床的目的，為現(xiàn)有普通沖壓機(jī)床的升級(jí)和改進(jìn)來(lái)帶了極大的便利，同時(shí)節(jié)約了模具的設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用。

本文采用單動(dòng)拉延模具結(jié)構(gòu)，如圖1所示，模具由下模1、壓邊圈2和上模3三部分組成，下模1與壓邊圈2、壓邊圈2與上模3之間通過(guò)導(dǎo)板導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)，上模3、下模1通過(guò)壓板槽固定在機(jī)床上，其特別之處在于：在下模1、壓邊圈2和上模3上均設(shè)置分別與普通沖壓機(jī)床和自動(dòng)沖壓機(jī)床匹配的兩套安裝及定位機(jī)構(gòu)。

圖1 拉延模具

1.1 下模

下模設(shè)有普通沖壓機(jī)床下模壓板槽和自動(dòng)沖壓機(jī)床下模壓板槽，它們布置在凸模的前后兩側(cè)邊緣區(qū)域，在凸模周邊設(shè)有普通沖壓機(jī)床頂桿讓位孔和自動(dòng)沖壓機(jī)床讓位孔，在下模的前側(cè)邊緣區(qū)域還設(shè)有2個(gè)自動(dòng)沖壓機(jī)床快速定位孔，如圖2所示。

圖2 下模

1.2 壓邊圈

在拉伸過(guò)程中，為防止工件口緣部分失穩(wěn)而起皺，在凹，凸模之間邊緣部分設(shè)置的圈形壓緊裝置稱為壓扁圈。壓邊圈底面設(shè)有普通沖壓機(jī)床頂桿墊塊安裝臺(tái)和自動(dòng)沖壓機(jī)床頂桿墊塊安裝臺(tái)，它們與所對(duì)應(yīng)的頂桿相匹配，如圖3所示。

圖3 壓扁圈

1.3 上模

上模設(shè)有普通沖壓機(jī)床上模壓板槽和自動(dòng)沖壓機(jī)床上模壓板槽，它們布置在凹模的前后兩側(cè)，如圖4所示。

圖4 上模

2 工作原理

在下模1上設(shè)置了兩組壓板槽，普通沖壓機(jī)床下模壓板槽1-1滿足普通沖壓機(jī)床需要，自動(dòng)沖壓機(jī)床下模壓板槽1-2滿足自動(dòng)沖壓機(jī)床需要；同時(shí)在下模1上還設(shè)計(jì)了兩組頂桿讓位孔，其中普通沖壓機(jī)床頂桿讓位孔1-3滿足普通沖壓機(jī)床頂桿的讓位要求，自動(dòng)沖壓機(jī)床頂桿讓位孔1-4滿足普通沖壓機(jī)床頂桿讓位要求；自動(dòng)沖壓機(jī)床快速定位孔1-5，可以滿足自動(dòng)沖壓機(jī)床快速定位的需要。在壓邊圈2上設(shè)計(jì)了兩組頂桿墊塊安裝臺(tái)，其中普通沖壓機(jī)床頂桿墊塊安裝臺(tái)2-1滿足普通沖壓機(jī)床頂桿工作的需要，自動(dòng)沖壓機(jī)床頂桿墊塊安裝臺(tái)2-2滿足自動(dòng)沖壓機(jī)床頂桿工作的需要。在上模3上設(shè)計(jì)了兩組上模壓板槽，其中普通沖壓機(jī)床上模壓板槽3-1可滿足普通沖壓機(jī)床工作需要，自動(dòng)沖壓機(jī)床壓板槽3-2滿足自動(dòng)沖壓機(jī)床工作需要。

3 結(jié)束語(yǔ)

這種拉延機(jī)構(gòu)通過(guò)合理化的設(shè)計(jì)，滿足了兩種不同參數(shù)的機(jī)床，實(shí)現(xiàn)了一套模具既可以在普通沖壓機(jī)床和自動(dòng)沖壓機(jī)床工作的需要，為機(jī)床的升級(jí)和改進(jìn)來(lái)帶了極大的便利，同時(shí)節(jié)約了模具的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)成本。

[1]溫莉娜.車身覆蓋件沖壓成形仿真及工藝優(yōu)化[D].南京：江蘇大學(xué)，2007.

[2]竇美霞.汽車覆蓋件沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[D].沈陽(yáng)：東北林業(yè)大學(xué)，2009.

[3]現(xiàn)代模具技術(shù)編委會(huì).汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)與制造[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社，1998.