一種針對(duì)局部壓料板強(qiáng)度不足的優(yōu)化設(shè)計(jì)

文／王建華，繳平，王世鋒，王偉·吉利汽車集團(tuán)有限公司

汽車外覆蓋件翻邊整形為了獲得良好的壓料效果，模具氮?dú)鈴椈尚枰贾迷谥鹘钗恢茫瑝毫习逍谐梯^大時(shí)降低了壓料板主筋高度，削弱了壓料板強(qiáng)度，決定通過采用不同行程的氮?dú)鈴椈稍O(shè)計(jì)方案解決壓料板局部強(qiáng)度不足問題。

汽車外覆蓋件模具大量使用氮?dú)鈴椈?，為了達(dá)到較好的壓料效果，經(jīng)常遇到需要在主筋部位布置氮?dú)鈴椈?，受模具閉合高度、零件造型、壓料板行程較大等因素的制約，這樣做的代價(jià)就是嚴(yán)重削弱壓料板主筋強(qiáng)度，從而帶來壓料板斷裂風(fēng)險(xiǎn)，需要尋找一個(gè)更優(yōu)化的解決方案。

壓料板強(qiáng)度改進(jìn)方案

增加壓料板強(qiáng)度主要考慮閉合高度、產(chǎn)品造型、壓料行程等方法，其中閉合高度的增加與其他模具不一致會(huì)降低裝模效率，同時(shí)增加模具成本，一般不建議更改；零件造型由產(chǎn)品決定，局部進(jìn)行小的更改對(duì)強(qiáng)度的增加沒有幫助，所以這個(gè)方案也被排除。

降低壓料板行程可以增加壓料主筋高度，提高壓料板強(qiáng)度，一般氮?dú)鈴椈筛叨冉档偷臄?shù)值是降低行程的2 倍左右，不過可惜的是常規(guī)壓料板行程是由工藝最大的翻整行程決定的，所以是不能隨意降低的。

當(dāng)壓料板強(qiáng)度有嚴(yán)重問題，且附近的翻邊整形行程較小時(shí)，局部區(qū)域需要的有效壓料行程比壓料板行程小，小的壓料行程可以滿足使用要求，可以利用這個(gè)特點(diǎn)在此區(qū)域使用小行程的氮?dú)鈴椈桑@樣既可滿足壓料需求，又可以明顯提高壓料板強(qiáng)度。

壓料板采用不同行程氮?dú)鈴椈蓡栴}

在同一套模具里使用不同行程的氮?dú)鈴椈?，存在?yán)重的誤裝配安全隱患：如果操作不當(dāng)，將大行程氮?dú)鈴椈裳b到小行程氮?dú)鈴椈晌恢脮r(shí)，壓料板合模時(shí)存在壓爆氮?dú)鈴椈傻娘L(fēng)險(xiǎn)，由于氮?dú)鈴椈蓪儆诟邏簶?gòu)件，超行程壓縮會(huì)引起爆裂風(fēng)險(xiǎn)，給車間安全生產(chǎn)帶來隱患。

避免安全隱患的氮?dú)鈴椈蓛?yōu)化設(shè)計(jì)方案

直徑防錯(cuò)的方案

使用力量大小不一樣的氮?dú)鈴椈?，在小行程處安裝小直徑彈簧的，大直徑彈簧在此處無法安裝，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制防錯(cuò)使問題得到解決。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中，有些部位需要較大壓料力，該方案將無法提供充足壓料力，因此不推薦使用該方案。

安全標(biāo)牌警示的方案

該方案的設(shè)計(jì)最為簡單，由于沒有實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制約束，標(biāo)牌警示是不可靠的，無法完全規(guī)避安全隱患的發(fā)生，所以該方案被禁止使用。

高度強(qiáng)制防錯(cuò)的方案

高度強(qiáng)制防錯(cuò)方案對(duì)氮?dú)鈴椈筛左w高度尺寸進(jìn)行限制，如圖1 所示，對(duì)缸體直徑不進(jìn)行約束，這樣可以根據(jù)需要布置合適力量的氮?dú)鈴椈?，大行程氮?dú)鈴椈煞诺叫⌒谐涛恢脮r(shí)受到結(jié)構(gòu)空間限制無法安裝，達(dá)到防錯(cuò)的目的，因此推薦使用該方案。

圖1 高度限位板示意圖

高度強(qiáng)制防錯(cuò)方案

前法蘭強(qiáng)制防錯(cuò)的方案

前法蘭的安裝方案，在小行程氮?dú)飧椎撞渴褂梅忾]式設(shè)計(jì)，當(dāng)大行程氮?dú)鈴椈煞湃朐撐恢脮r(shí)，需要的安裝尺寸A 大于安裝孔深度H，造成氮?dú)飧谉o法安裝，實(shí)現(xiàn)防錯(cuò)目的。前法蘭安裝深度對(duì)比如圖2 所示。

圖2 前法蘭安裝深度對(duì)比

底部安裝方法強(qiáng)制防錯(cuò)方案

底部安裝時(shí)設(shè)計(jì)高度限位板，在高度方向上擋住氮?dú)鈴椈筛左w，當(dāng)大行程氮?dú)鈴椈煞湃朐撐恢脮r(shí)，氮?dú)鈴椈墒艿较尬话逑拗撇荒芡耆胚M(jìn)安裝位置，造成底板無法安裝，達(dá)到防錯(cuò)目的。安裝限位板后進(jìn)行焊接，做成永久性結(jié)構(gòu)避免誤拆除。兩種氮?dú)鈴椈山M合示意圖如圖3 所示。

圖3 兩種氮?dú)鈴椈山M合示意圖

以上兩種安裝方法是最主要的防錯(cuò)方法，基本可以滿足大部分的使用場(chǎng)景，其他安裝方法可以參考以上方案，在此不再贅述。

應(yīng)用案例

某側(cè)圍壓料板行程為80mm，選用行程100mm的X2400-100 型彈簧，自由長度為245mm，充電口及后保整形區(qū)域彈簧行程縮短為50mm，選行程63mm 的4 個(gè)X2400-63 型彈簧，自由高度為171m m，安裝高度空間減少74mm，相應(yīng)壓料板主筋高度增加74mm，總高度由130mm 加高到200mm 左右，強(qiáng)度大幅度提升，滿足強(qiáng)度要求，壓料關(guān)系示意圖見圖4。

圖4 某側(cè)圍后保處壓料關(guān)系示意圖

注意事項(xiàng)

兩種規(guī)格的氮?dú)鈴椈刹荒艽?lián)在一起使用，有串聯(lián)要求時(shí)小行程的氮?dú)鈴椈刹淮?lián)或把小行程氮?dú)鈴椈蓡为?dú)串聯(lián)起來，獨(dú)立式安裝則無需考慮。

該方案可以解決翻整區(qū)域行程小于壓料行程的壓料板強(qiáng)度問題，并且要求應(yīng)用在局部區(qū)域，但是，如果大面積使用小行程氮?dú)鈴椈蓵?huì)造成壓料偏載問題，導(dǎo)致模具損壞。

總結(jié)

通過以上方案的改進(jìn)，打破了同一套模具使用不同行程氮?dú)鈴椈傻募s束，實(shí)現(xiàn)在不增加模具閉合高度前提下，解決特殊情況壓料板強(qiáng)度不足的問題。