汽車(chē)左右側(cè)圍外板共用落料模的研究與應(yīng)用

付珊珊

摘要：汽車(chē)左右側(cè)圍外板是汽車(chē)外側(cè)覆蓋面積最大的部件，它利用左右兩側(cè)圍外板的落料模一次性沖壓而成。目前，市場(chǎng)上的汽車(chē)左右側(cè)圍外板共用落料模的結(jié)構(gòu)不同，其性能存在差異。本文論述了兩款汽車(chē)左右側(cè)圍外板共用落料模的制造工藝及其差異性，分析了共用落料模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理。旨在為汽車(chē)落料模的生產(chǎn)提供一些參考。

Abstract： The outer panels of the left and right sides of the automobile are the parts with the largest coverage area on the outer side of the automobile， which are stamped at one time by the blanking dies of the outer panels of the left and right sides. At present， the structure of the blanking die shared by the left and right side panels of automobiles in the market is different， and its performance is different. This paper discusses the manufacturing technology and differences of the common blanking die for the left and right side panels of two automobiles， and analyzes the structural design and working principle of the common blanking die. The purpose is to provide some reference for the production of automobile blanking die.

關(guān)鍵詞：汽車(chē);側(cè)圍外板;落料模;工藝;應(yīng)用

Key words： automobile;side wall outer plate;blanking die;craft;application

中圖分類(lèi)號(hào)：U466? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）23-0093-02

0  引言

汽車(chē)覆蓋件是通過(guò)沖壓拉伸加工而成，沖壓拉伸時(shí)為了確保一次加工生產(chǎn)的質(zhì)量，需要依靠借助落料模進(jìn)行加工。落料模也就成為汽車(chē)加工生產(chǎn)中的重要模具。汽車(chē)左右側(cè)圍外板共用落料模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)直接影響著汽車(chē)外側(cè)覆蓋件的加工質(zhì)量。研究汽車(chē)左右側(cè)圍外板共用落料模及其應(yīng)用，對(duì)提升汽車(chē)外側(cè)覆蓋件的加工質(zhì)量有著重要的意義。

1? 左右側(cè)圍外板共用落料模工藝及差異分析

1.1 汽車(chē)左右側(cè)圍外板共用落料模開(kāi)發(fā)實(shí)例

某汽車(chē)廠的一款新型車(chē)左右側(cè)圍外板的共用落料模采用開(kāi)卷式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該落料模排樣分為前門(mén)和后門(mén)。前門(mén)為傳統(tǒng)車(chē)型的標(biāo)配，后門(mén)模具設(shè)計(jì)根據(jù)新型車(chē)造型結(jié)構(gòu)選配。該落料模具落料的設(shè)計(jì)考慮有門(mén)或無(wú)門(mén)兩種狀態(tài)。

1.2 兩種車(chē)型落料模工藝分析

從A車(chē)型和B車(chē)型的排樣設(shè)計(jì)圖可以看出，A、B款汽車(chē)的左右側(cè)圍外板的落料形狀大致相同，只是在排樣方法上存在差異性。排樣方式的差異性決定了汽車(chē)左右外側(cè)覆蓋件沖壓加工切割方式的差異性，也就決定了加工效率和落料件生產(chǎn)工藝的差異性。

A車(chē)型左右側(cè)圍外板落料模的結(jié)構(gòu)如圖1所示，從圖1可以看出落料模卷料生產(chǎn)時(shí)第一道切掉廢料的位置。卷料第一次上落料模具接觸的位置在圖1中4的位置，其中1-5的位置均為切廢料的位置。落料模4的位置對(duì)應(yīng)卷料1時(shí)，2和3的位置即為生產(chǎn)線上第一刀切除廢料的位置。廢料第一刀切除結(jié)束后，卷料1送入一個(gè)步距的長(zhǎng)度，開(kāi)始第二刀廢料切除過(guò)程（如圖2所示）。當(dāng)卷料1送至10的位置，落料模4對(duì)卷料1開(kāi)始切除5、6、9、11四個(gè)角的廢料和9、11兩個(gè)門(mén)洞。此時(shí)，落料模開(kāi)始切除2、3廢料，準(zhǔn)備下一刀的切割循環(huán)動(dòng)作。循環(huán)切除廢料時(shí)落料件位于落料模具型腔內(nèi)，與卷料1還處于相連狀態(tài)。之后，進(jìn)入第三刀的切除工序。卷料1再往前進(jìn)一個(gè)步距的長(zhǎng)度（如圖3所示），卷料1處于10的位置，落料模4開(kāi)始對(duì)卷料1在該位置上進(jìn)行切斷分離操作，圍外板落料件12加工完成。當(dāng)落料模4對(duì)開(kāi)始對(duì)卷料1的廢料和門(mén)洞2、3切除時(shí)，進(jìn)入下一刀的切割分離工序的準(zhǔn)備期。A車(chē)型汽車(chē)左右側(cè)外板共用落料模在生產(chǎn)中便是如此循環(huán)往復(fù)的沖壓切割，將卷料分離為設(shè)計(jì)的側(cè)圍外板形狀。通過(guò)三組圖對(duì)A款車(chē)型落料模切割卷料工藝的分析，得到以下結(jié)論：A款車(chē)型落料模對(duì)卷料做切除加工時(shí)需要經(jīng)過(guò)多個(gè)工作的循環(huán)，在相同布局長(zhǎng)度范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)卷料的切割與分離，獲得設(shè)計(jì)的落料件形狀。因加工中落料件始終位于模具型腔內(nèi)，對(duì)模具尺寸的設(shè)計(jì)要求大于卷料1。

B車(chē)型左右側(cè)圍外板落料模的結(jié)構(gòu)如圖4所示。從圖4可以看出卷料1的第一刀切除位置在5的位置，落料模6對(duì)卷料1開(kāi)始切除第一刀時(shí)形成一個(gè)門(mén)洞，并切除了卷料兩個(gè)角3、4，第一刀切除工序結(jié)束，準(zhǔn)備第二刀的切除。當(dāng)卷料1再往前進(jìn)一個(gè)步距的長(zhǎng)度，落料模6開(kāi)始對(duì)卷料1切除第二刀，同時(shí)切除出門(mén)洞8和廢料4、7，又在5的位置完成卷料1和已經(jīng)切割好的一部分圍外板的分離。分離出的9就是我們所需要的側(cè)圍落料件。之后進(jìn)入一刀的切除準(zhǔn)備工序，往前進(jìn)一個(gè)步距到卷料門(mén)洞廢料2、三角廢料3、4、7的位置。經(jīng)過(guò)對(duì)圖4 B型車(chē)左右側(cè)圍外板落料模廢料切除加工工序的分析，可以開(kāi)出B型車(chē)側(cè)圍外板落料模據(jù)在實(shí)際生產(chǎn)中一個(gè)循環(huán)工序的送進(jìn)次數(shù)比A型車(chē)側(cè)圍外板落料模的加工工序要簡(jiǎn)單，兩次切除就可以實(shí)現(xiàn)落料件廢料的切除與分離，得到設(shè)計(jì)的落料件形狀。

1.3 工藝優(yōu)勢(shì)差異性分析

經(jīng)過(guò)對(duì)A、B兩款車(chē)型左右側(cè)圍外板落料模加工應(yīng)用的分析，可以看出兩款車(chē)型左右側(cè)圍外板落料件的形狀幾乎無(wú)差異，相似度極高，加工效率差異較大。對(duì)加工成型的A、B款車(chē)型的側(cè)圍外板落料件及落料模具的參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，各項(xiàng)參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示，落料模具的參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。從表1中可以看出A、B兩款車(chē)型落料件的尺寸、重量參數(shù)無(wú)明顯差異。從表2中可以看出A、B兩款車(chē)型落料模具的尺寸與重量參數(shù)差異較大。A款車(chē)型的落料模具的尺寸明顯大于B款車(chē)型，重量也明顯重于B款車(chē)型。從中可分析出A款車(chē)型落料模具結(jié)構(gòu)用料更多，占地面積較大，對(duì)存放空間的面積、地基穩(wěn)定性要求較高。但就落料模具結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工序而言，A款車(chē)型的落料模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備維護(hù)檢修更加方便，但生產(chǎn)工序較長(zhǎng)，耗能高且生產(chǎn)效率低，長(zhǎng)期而言生產(chǎn)汽車(chē)外側(cè)覆蓋件加工生產(chǎn)的總成本就會(huì)增高。較大的占地面積和較重的重量會(huì)增大前提投資的成本。B款車(chē)型是在A款車(chē)型落料模具基礎(chǔ)上優(yōu)化設(shè)計(jì)、升級(jí)改造而來(lái)，其落料模具結(jié)構(gòu)變得更為復(fù)雜，但刀切工序的重組使得落料件加工工序得到優(yōu)化，切除分離廢料的效率高，占用面積小、重量輕、耗能低，生產(chǎn)成本相對(duì)較低。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性給落料模具的維護(hù)保養(yǎng)和檢修增加了難度。

2? 落料模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

汽車(chē)左右側(cè)圍外板的共用落料模具分為凸模和凹模兩種。在設(shè)計(jì)凸模時(shí)，要綜合考慮刃口的高度，將刃口高度控制在10-15毫米之間，空刀值設(shè)置在3-5毫米之間，固定方式選擇凸臺(tái)固定與本體反把螺釘固定兩種。在設(shè)計(jì)凹模時(shí)，可將采用凹模鑲塊的分塊方式對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，固定選擇固定方式，螺釘柱銷(xiāo)的距邊尺寸深度、螺紋深度、鑄件為1.5d。凹模鑲嵌塊固定板的設(shè)計(jì)要考慮強(qiáng)度、鑲塊的寬度、鑲塊的深度等參數(shù)。要求凹模鑲塊固定板深度低于凹模表面3毫米。推拉板的行程應(yīng)高于凸模0.5-1毫米。確定彈簧值、彈簧數(shù)量、板料定位。彈簧退料力的計(jì)算公式如式（1），規(guī)格與數(shù)量的確定如式（2）。板料定位采用左側(cè)與右后側(cè)定位方式，定位采用定位板或擋料銷(xiāo)，具體零件大小為8×50。

P=LSσ（1）

P表示彈簧的退料力，L表示沖斷部分邊長(zhǎng)，S表示沖裁量的厚度，σ表示材料抗沖剪的強(qiáng)度。

N=10XP頂/P彈（2）

N表示彈簧的數(shù)量，XP頂?shù)扔趶椈傻耐肆狭?，P彈表示彈簧的負(fù)荷。

設(shè)計(jì)地板上，閉合高度應(yīng)高于壓機(jī)最大閉合高度5-10毫米，小于最小閉合高度5-10毫米。落料模具的導(dǎo)柱與倒換之間應(yīng)保留足夠的導(dǎo)向長(zhǎng)度，導(dǎo)柱頂部安裝后的高度應(yīng)低于上底板5毫米。最終，采用3D模具設(shè)計(jì)顏色標(biāo)識(shí)落料模具各部分結(jié)構(gòu)。

2.2 工作原理

落料模通過(guò)板材沖裁制作汽車(chē)外側(cè)覆蓋件。不同結(jié)構(gòu)的落料模工作原理存在一定的差異性，但也有眾多的相似之處。以常見(jiàn)的導(dǎo)柱式落料模為例，其結(jié)構(gòu)主要分為上模和下模兩部分，通過(guò)導(dǎo)向輪與彈簧的運(yùn)動(dòng)來(lái)推動(dòng)卷料向前進(jìn)步，在上下模的配合下完成對(duì)肥料的切除和對(duì)制成件的分離。

3? 結(jié)語(yǔ)

隨著車(chē)型造型的多元化，汽車(chē)左右側(cè)圍外板共用落料模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也將趨向于多元化設(shè)計(jì)。在實(shí)際應(yīng)用中，外側(cè)圍外板共用落料模的設(shè)計(jì)應(yīng)重視模具高度、空刀精度、固定方式等因素，結(jié)合需求選擇合適的固定方式，確保落料模設(shè)計(jì)的精度控制在標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍之內(nèi)，來(lái)強(qiáng)化落料模在汽車(chē)外側(cè)覆蓋件加工生產(chǎn)中應(yīng)用時(shí)的質(zhì)量。

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