卡車玻璃導(dǎo)軌槽模具設(shè)計(jì)

劉 焱，張 懃，汪 鑫

湖北隨州市齊星模具公司（湖北隨州 441300）

1 玻璃導(dǎo)軌槽簡(jiǎn)介

圖1所示的玻璃導(dǎo)軌槽形狀細(xì)長(zhǎng)且窄，導(dǎo)軌的斷面形狀完全一致，從截面看呈T字型，槽寬22.6mm，翻邊高度一邊17mm，一邊20.8mm，翻邊上的兩條方筋外形為4.6×3mm，制件成半封閉狀態(tài)。導(dǎo)軌材料為DC04，料厚0.8mm。

玻璃導(dǎo)軌槽是汽車車門玻璃升降時(shí)的導(dǎo)向零件，在其前方、后方和上方各有一件導(dǎo)軌導(dǎo)向，左右車門共6個(gè)部件。玻璃導(dǎo)軌槽是一個(gè)很復(fù)雜的沖壓零件，零件整體形狀呈3D立體形狀，外形細(xì)長(zhǎng)狹窄，如圖1所示。

2 玻璃導(dǎo)軌槽的現(xiàn)狀及工藝方案

目前玻璃導(dǎo)軌槽的主要成形方法有滾輪滾彎成形和冷沖模壓制成形等方法，從導(dǎo)軌的截?cái)嗝嫘螤羁矗容^適用滾輪滾彎成形方法，但由于導(dǎo)軌呈三維立體形狀，尤其是上導(dǎo)軌其縱向曲率變化很大，各處曲率半徑不一致，用滾彎很難控制其形狀和回彈。

用冷沖模壓制，主要分為3工序，如表1所示，第一工序翻邊成形U型槽；第二工序側(cè)壓成形一邊的方形筋；第三工序側(cè)壓另一方的方形筋（見圖2）。如果導(dǎo)軌槽形狀過于復(fù)雜，還須在第一工序翻邊成形U型槽之前加預(yù)彎工序（見圖3）。

表1 導(dǎo)軌槽成形3工序表

圖2 一般導(dǎo)軌槽模具結(jié)構(gòu)

圖3 形狀較復(fù)雜導(dǎo)軌槽模具結(jié)構(gòu)

這種壓制方法可以很好的成形零件，并解決取件難的問題，不過這種成形方法工序過多，實(shí)際操作起來不方便。另外在側(cè)壓翻邊成形兩條方筋時(shí)，工件必須側(cè)放，而導(dǎo)軌槽翻邊較高，最短的地方也有17mm，為了保證制件成形，這就導(dǎo)致翻邊凸模下方會(huì)有很大的懸空。同時(shí)為了保證制件的順利取出，凸模和制件之間必須留3.5mm以上的間距。這樣就會(huì)使成形凸模較薄且工作部位懸空，很難保證凸模的強(qiáng)度。而且這種成形結(jié)構(gòu)一副模具只能成形一個(gè)零件，6個(gè)導(dǎo)軌槽就需要6副這樣的模具，成本很高。另外制件側(cè)壓的時(shí)，由于方筋還未壓出，沒有型面可以定位，所以制件定位不穩(wěn)定，有可能會(huì)造成成形缺陷。所以急需一種新的成形方法，克服這些困難。

3 玻璃導(dǎo)軌槽的改進(jìn)方案及工藝分析

通過對(duì)零件形狀的分析發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)軌槽兩邊形狀除了翻邊高度有所不同之外，其他完全一樣，而此類零件成形的最大難點(diǎn)一個(gè)是定位問題，另一個(gè)是成形之后取件困難，如果能夠先將導(dǎo)軌槽兩側(cè)方筋先成形出來，然后在翻兩邊正翻邊，是否就可以解決這個(gè)件的成形難點(diǎn)。按照這個(gè)思路，先將導(dǎo)軌槽展開成近似W的形狀，讓導(dǎo)軌槽中間U型槽平面凸起，這樣就可以將兩側(cè)小方筋展開至可以從正面直接成形，展開后的料片兩頭用定位銷固定，前后方向用定位靠板固定，如圖4所示。然后第二工序成形時(shí)直用第一工序成形好的形狀定位，并直接成形U形槽，如圖5所示，這樣就可以順利解決定位問題和取件難的問題。

圖4 先成形W形狀

圖5 成形U形

改進(jìn)后的工藝可以較好的成形該零件，工序的減少可以減少操作時(shí)間，減少時(shí)間成本。同樣采用聯(lián)合安裝模具，這種方案就可以將左右件的零件同時(shí)放在一副模具上進(jìn)行成形，這樣就達(dá)到了減少模具的數(shù)量，同時(shí)減少機(jī)床的使用數(shù)量的目的。從時(shí)間和使用方面來降低零件的生產(chǎn)成本。從另一方面改進(jìn)模具的結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)了凸模的強(qiáng)度，減低模具的損傷風(fēng)險(xiǎn)。本模具通過銷定位和外形定位，可以避免零件移動(dòng)，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

根據(jù)上述分析，玻璃導(dǎo)軌槽模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要確定如下幾個(gè)問題：

（1）在模具工作時(shí)OP10工序的凸模和凹模的部分區(qū)域的強(qiáng)度可能存在風(fēng)險(xiǎn)，在模具制造時(shí)采用Cr12MoV材料生產(chǎn)凸、凹模，由于凸、凹模較長(zhǎng)需要分成幾個(gè)較小的鑲塊，并在模具工作部位進(jìn)行淬火處理，提高模具硬度，如圖6所示。

圖6 新工藝下模平面圖

（2）在模具設(shè)計(jì)時(shí)，OP10工序中的凸、凹模，OP10工序的模具成形兩側(cè)方筋，這時(shí)需要先成形一個(gè)類似“W”的形狀。在兩側(cè)方筋成形時(shí)需要充分考慮兩側(cè)方筋的角度，同時(shí)還要計(jì)算翻邊面和筋的角度。

（3）為了精確地完成工藝要求，在OP10工序中采用了銷定位和定位板的結(jié)合的方法，來提高定位的準(zhǔn)確性：在OP20工序采用銷定位和外形定位結(jié)合的方法來完成制件的定位。

（4）第二工序成形U形槽時(shí)，制件有很大概率會(huì)包在凸模上無法退件，所以上模必須做退料裝置，如圖7所示。

圖7 上模退件裝置

另外本模具結(jié)構(gòu)主要適用于大型卡車的玻璃導(dǎo)軌槽，卡車的上導(dǎo)軌擦幅度較小。而在一些微卡或小型卡車上的導(dǎo)軌槽曲率較大，在彎曲幅度大的制件成形時(shí)，導(dǎo)軌槽翻邊時(shí)翻邊的面會(huì)有縱向的壓應(yīng)力，會(huì)使制件產(chǎn)生皺紋，就需要在料片的兩邊進(jìn)行開口設(shè)計(jì)，如圖8所示。

圖8 展開料片須開缺口減少起皺

不過對(duì)于形狀更復(fù)雜的尖頭微卡和小型卡車上的玻璃導(dǎo)軌槽，用本結(jié)構(gòu)回彈還是很大的，建議還是用側(cè)壓的方式成形較好。

4 模具結(jié)構(gòu)

玻璃導(dǎo)軌槽成形模具結(jié)構(gòu)如圖9所示，整體模具較為簡(jiǎn)單，模具采用聯(lián)合安裝的方法，將左右件的模具安裝在同一副模具上。模具上半部分由上模座1、左導(dǎo)軌槽凸模3和凸模7、凸模13和凸模12構(gòu)成；模具下半部分由下模座2、凹模5和凹模6、凹模14和凹模15構(gòu)成。其中所有凸、凹模長(zhǎng)度過長(zhǎng)必須分成幾個(gè)鑲塊用螺釘固定在模座上。凸、凹模是工作部位的對(duì)鑲塊的應(yīng)度要求較高，所有鑲塊采用Cr12MoV并采用淬火56HRC以上，上下模座由鑄造而成一般采用HT300。

模具工作過程：模具安裝后，機(jī)床滑塊帶動(dòng)上模上升，模具處于打開狀態(tài)時(shí)，把料片放在凹模上，用銷和定位板3、11定位，滑塊下行，凸模下行將料片壓制成形。機(jī)床滑塊帶動(dòng)上模上升，模具處于打開狀態(tài)時(shí)，然后取出壓制件放入凹模上，滑塊下行，凸模下行將料片壓制成形，然后上模上行，同時(shí)退料彈簧6、8伸長(zhǎng)將退件頂桿5、7下壓，制件受向下的壓力脫離凸模，取出成形好的制件。

圖9 模具結(jié)構(gòu)

5 結(jié)束語

實(shí)踐證明：利用上述方案成形玻璃導(dǎo)軌槽，可以較好的實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果，制件性能穩(wěn)定，滿足產(chǎn)品要求。

（1）模具方面加強(qiáng)模具強(qiáng)度，減低力模具損傷風(fēng)險(xiǎn)，減少了工序數(shù)量和模具數(shù)量，節(jié)約了模具成本。

（2）生產(chǎn)上減少工序和模具數(shù)量，節(jié)約了模具、機(jī)床和人工成本，操作起來更為方便快捷，有利于制件的批量生產(chǎn)。