一種汽車側圍外板翻邊模具優(yōu)化設計

文/劉程，崔禮春，徐迎強·安徽江淮汽車集團股份有限公司

在部分傳統(tǒng)汽車沖壓件中，同一沖壓件可能存在兩種不同造型，局部特征有所不同。例如商務車上的側圍外板后窗框處，分為帶翻邊與無翻邊兩種造型，用來滿足無盲窗版和有盲窗版兩種車型配置。這兩種翻邊造型的沖壓件要在兩副模具上沖出，開發(fā)成本較高。現(xiàn)通過設計一種翻邊切換機構，可實現(xiàn)側圍窗框處有無翻邊時共用一套模具，大大降低工裝成本，且降低模具調(diào)試周期，節(jié)省換模時間，提高生產(chǎn)效率。

技術背景及現(xiàn)有技術方案

現(xiàn)在汽車行業(yè)競爭激烈，為滿足不同用戶群體的需求，同車型多配置越來越受到各大車廠的重視。其中商務車多有兩種配置，分為無盲窗版和有盲窗版。對于白車身而言，側圍外板基本相同，區(qū)別主要在于側圍外板后窗框處的翻邊狀態(tài)，無盲窗版的不需要翻邊，而有盲窗版的則需要進行翻邊，用于安裝盲窗玻璃。

側圍外板工藝為：拉延→修邊+側修邊+整形+沖孔→側整形+修邊+側沖孔+整形→翻邊+側翻邊+側修邊+整形。本文主要討論第四序翻邊帶自旋轉機構的商務車側圍翻邊模具設計及其自旋轉機構的工作原理。

現(xiàn)有技術方案一：如圖1所示，兩種翻邊造型的沖壓件需要在兩副模具上沖出，即成形時壓料芯先壓住料片，后翻邊鑲塊隨模座下行實現(xiàn)翻邊工藝。如無翻邊造型，模具設計上將窗框處型面避空。此技術方案需要開發(fā)兩套翻邊模具以供生產(chǎn)兩種不同狀態(tài)的沖壓件，模具工裝開發(fā)成本高，生產(chǎn)期間換模時間長，生產(chǎn)效率低。

圖1 現(xiàn)有技術方案一模具結構圖

圖2 現(xiàn)有技術方案二模具結構圖

現(xiàn)有技術方案二：如圖2所示，帶翻邊沖壓件生產(chǎn)時，氣缸進氣，氣缸頂桿被推至最右側位置，帶動活動板移動至最右側，上工作塊和下工作塊沖壓方向上型面位置一致，帶動翻邊刀塊，實現(xiàn)翻邊工藝；無翻邊沖壓件生產(chǎn)時，氣缸出氣，氣缸頂桿被推至最左側位置，帶動活動板移動至最左側，上工作塊和下工作塊沖壓方向上型面位置錯開，保證翻邊鑲塊不工作。此技術方案中有以下缺點：

⑴安裝塊較多，安裝繁瑣，各安裝塊需在模具調(diào)試穩(wěn)定后，一一對應，否則容易出現(xiàn)錯裝，影響沖壓件翻邊質(zhì)量；

⑵在氣缸出現(xiàn)問題時，局部鑲塊受力不均，無法處于目視化狀態(tài)，存在安全生產(chǎn)隱患；

⑶機構占用空間較大，其翻邊鑲塊體積較大，增加了模具重量，從而增加工裝成本；

⑷氣缸行程需準確無誤，一旦氣缸行程出現(xiàn)錯誤，容易出現(xiàn)上下工作塊運動干涉，損壞模具。

本文研究通過帶有切換翻邊機構的模具可實現(xiàn)兩種側圍外板在同一副模具中生產(chǎn)，側圍窗框處有無翻邊兩種沖壓件共用一套翻邊模具，提高生產(chǎn)效率，且易于維護保養(yǎng)，解決現(xiàn)有技術方案的缺點。

模具結構及工作特點

模具結構

模具整體結構如圖3所示，主要包括上模、下模、壓料芯、凹模、翻邊自旋轉結構。本結構主要的優(yōu)化設計在翻邊自旋轉機構上，通過切換翻邊刀塊的工作狀態(tài)，以控制沖壓件的成形狀態(tài)。

圖3 模具結構圖

翻邊切換機構安裝于上模，通過控制氣路進出氣的方向驅(qū)動氣缸水平運動實現(xiàn)沖壓翻邊工作狀態(tài)的切換。其中模具自旋轉機構主要包括：上模座、壓料芯、翻邊刀塊、上滑塊、下滑塊、氣缸、氣缸固定扣、套有彈簧的螺栓、螺栓、導套、導柱、墊塊、行程限位塊、氣缸接頭1及2。

安裝方式

此自旋轉機構安裝方式如圖4所示，通過螺釘將氣缸連接板與氣缸及上滑塊連接固定，將氣缸通過氣缸固定扣與上模座固定。下滑塊與翻邊刀塊通過銷釘先定位，并通過螺釘固定，之后通過螺栓將翻邊刀塊和下滑塊固定在上模座，其中套有彈簧的工作螺栓，一方面起固定翻邊刀塊與上模座的作用，另一方面防止上模座與刀塊的剛性接觸，起到緩沖的作用。通過導柱與導套的配合來保證翻邊刀塊與上模座之間的位置關系。將上滑塊與墊塊及行程限位塊通過螺釘固定，行程限位塊用來控制上滑塊的行程及方向。最后將氣缸線接在氣缸接頭1及2上，以控制氣缸的行程，通過切換氣缸的左右伸縮控制滑塊運動實現(xiàn)翻邊刀塊上下運動完成沖壓件翻邊切換。

圖4 翻邊自旋轉機構裝配圖

上述翻邊自旋轉機構中，上滑塊的行程由氣缸接頭1和2進出氣控制來實現(xiàn)，無需停線手工調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，可在上模座上安裝氣路閥門切換機構，有效實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)，可大幅提高生產(chǎn)效率及操作方便性。

切換翻邊工作流程

生產(chǎn)帶翻邊沖壓件時，氣缸接頭1進氣、2出氣，氣缸連接板推動機構向左，帶動上滑塊移動至最左端，如圖5所示，上滑塊和下滑塊在沖壓方向上型面位置錯開，翻邊刀塊行程增加，翻邊刀塊隨模具下行，翻邊刀塊能夠到達翻邊工作需要的行程，從而實現(xiàn)翻邊工藝。

圖5 翻邊自旋轉機構處于翻邊狀態(tài)

生產(chǎn)無翻邊沖壓件時，氣缸接頭1出氣、2進氣，氣缸連接板被推至最右側位置，帶動上滑塊移動至最右側，如圖6所示，上滑塊和下滑塊沖壓方向上型面位置一致，即處于嚙合狀態(tài)，翻邊刀塊有效行程縮短，模具下行，翻邊刀塊無法達到翻邊工作行程，在整個過程中，翻邊刀塊為非工作狀態(tài)，模具閉合時此翻邊刀塊不會與制件接觸，可避免零件變形，此時生產(chǎn)的沖壓件為無翻邊狀態(tài)。

圖6 翻邊自旋轉機構處于不翻邊狀態(tài)

此自旋轉機構中上下滑塊設計成為嚙合形狀，能夠有效保證氣缸行程不準確時，模具工裝不會受到較大的損害。此外，相比較現(xiàn)有技術方案二模具所需裝配的部件數(shù)量減少很多，便于模具整體的維護保養(yǎng)并通過上模設計的目視孔，能夠清楚的觀察自旋轉機構的運動狀態(tài)，防止安全事故的發(fā)生。

結束語

該翻邊模具目前已投入到生產(chǎn)中，生產(chǎn)切換便捷，結構穩(wěn)定可靠，沖壓件翻邊質(zhì)量能夠保證，能夠有效實現(xiàn)有盲窗型和無盲窗型側圍外板共模生產(chǎn)，降低工裝成本投入，減少換模時間，提高生產(chǎn)效率；同時實現(xiàn)了翻邊結構快速裝配與維修，減少模具裝配復雜程度，增加模具穩(wěn)定性及生產(chǎn)調(diào)試安全性。