轎車發(fā)動機(jī)蓋通用化開卷落料模具

文/黃林，陳馨·安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心

轎車發(fā)動機(jī)蓋通用化開卷落料模具

文/黃林，陳馨·安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心

黃林，沖壓工藝主管，助理工程師，主要從事汽車沖壓工藝審查，模檢具圖紙會簽及驗收，沖壓件品標(biāo)文件編制，沖壓工藝文件編制及沖壓零件現(xiàn)場工藝調(diào)試等工作，參與江淮和悅、星悅、新駿鈴等車型沖壓部分工作，擁有4項專利。

本文通過對汽車發(fā)動機(jī)蓋的特點進(jìn)行分析，介紹了發(fā)動機(jī)蓋落料工藝，并重點對自動調(diào)節(jié)定位式轎車發(fā)動機(jī)蓋落料模具設(shè)計進(jìn)行了討論。本文將傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)罩落料模定位方式和自動調(diào)節(jié)式定位分別作了論述并進(jìn)行對比，并從制造、維護(hù)成本、操作性、通用性等方面總結(jié)了兩種定位方式落料模具的優(yōu)缺點。自動調(diào)節(jié)式發(fā)動機(jī)蓋落料模可實現(xiàn)多款車型發(fā)動機(jī)蓋落料模的共用，滿足了模具的通用化要求。

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，人們對汽車制造工藝的認(rèn)識愈來愈深入，要想制造出高質(zhì)量的汽車就必需有先進(jìn)的設(shè)備和工藝來保證。在過去，落料模在汽車覆蓋件開發(fā)的沖壓模具中所占比例較少，這是因為模具工裝成本較高，沖壓模具投入在整車開發(fā)費用所占比例較高，汽車制造企業(yè)為減少前期的一次性投入，減少了落料模具的開發(fā)投入，導(dǎo)致后期板料的成本增加。

不同類型的轎車發(fā)動機(jī)罩落料模具的工作內(nèi)容基本一致，主要區(qū)別在于：板料弧形切斷刃口整體弧度的大小和板料的寬度（圖1）。現(xiàn)階段，每款車型的發(fā)動機(jī)蓋基本上都有對應(yīng)的落料模具，或者通過手動調(diào)節(jié)定位塊實現(xiàn)有限幾款車型之間共用，但整體通用性不高，不利于研發(fā)成本的控制。因此，為提高模具及板材的利用率，必需更改模具結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)同類模具的通用性。本篇論文分析了自動調(diào)節(jié)定位式落料模在汽車行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀，論述了現(xiàn)有普通落料模及自動調(diào)節(jié)定位式落料模的結(jié)構(gòu)形式、工作原理及兩種落料模具的優(yōu)缺點，并舉以實例說明。

圖1 坯料形狀

自動定位式落料模應(yīng)用現(xiàn)狀

開卷落料模在大型汽車企業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，不僅提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少磕碰劃傷，且能減少人工勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。而定位自動調(diào)節(jié)式的開卷落料模在汽車沖壓模具中尚不多見，只在板料擺剪機(jī)上會應(yīng)用到手動數(shù)顯機(jī)械式的定位裝置，與本文所述的自動調(diào)節(jié)定位式相同之處在于定位的切換不需要通過拆裝固定定位塊，不同之處在于手動數(shù)顯機(jī)械式定位裝置需要手動調(diào)節(jié)，而本文所述定位切換只需通過PLC終端選取所需定位塊運動行程。目前開卷落料模普遍的定位方式還是固定定位塊，通過拆裝固定定位塊來實現(xiàn)不同規(guī)格板料落料的切換。自動定位式開卷落料模在普通開卷落料模的基礎(chǔ)上對定位方式優(yōu)化，減少了換模次數(shù)及定位切換時間。

落料模應(yīng)用

開卷落料模具可實現(xiàn)少廢料或無廢料排樣，發(fā)動機(jī)蓋落料模的設(shè)計通常情況下都屬于無廢料排樣。下面對本文所述發(fā)動機(jī)蓋開卷落料模的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)敘述。

圖2為發(fā)動機(jī)蓋形狀，根據(jù)CAE分析得出所需要坯料的尺寸形狀，如圖3所示。獲得大批量坯料形狀的兩種方式為激光切割和落料模。激光切割在長期大批量生產(chǎn)的前提下，成本累加后要比開發(fā)一套落料模具更高，且外板件板料經(jīng)常轉(zhuǎn)運容易引起劃傷影響外觀。因此，使用開卷落料模生產(chǎn)坯料更合適，圖4為開卷落料示意圖。

圖2 發(fā)動機(jī)蓋

圖3 CAE分析坯料形狀

圖4 開卷落料示意圖

普通落料模

圖5 普通落料模下模

如圖5所示，普通開卷落料模中，卷料通過開卷裝置按照一定的步距運送到壓機(jī)工作臺的落料模上，通過弧形刀塊將固定寬度的卷料切斷，落下所需的成形坯料。落料模上具有導(dǎo)向定位作用的定位裝置可以保證板料順利、精確的向前運送。定位塊安裝在固定座上，可在臺面上選擇2個或者更多位置用螺釘固定，適用于不同寬度的板料落料過程的定位。

而另外6個定位塊安裝臺預(yù)留用于更寬的板料定位，如此，該副落料模可以用于4種不同規(guī)格料寬且落料弧度一樣的板料開卷落料。

圖6 普通落料模定位裝置（一側(cè)）

圖7 自動定位式落料模下模

圖8 自動調(diào)節(jié)定位裝置（一側(cè)）1-定位塊 2-電動執(zhí)行器 3-線性導(dǎo)軌 4-定位塊5-定位塊 6-線性導(dǎo)軌

自動調(diào)節(jié)定位式落料模

自動調(diào)節(jié)定位式落料模則是將同一側(cè)的三個定位裝置安裝于同一條連接板上，連接板與定位塊重力中心的下方安裝一個電動執(zhí)行器，連接板的兩端下方固定在兩根線性導(dǎo)軌上。電動執(zhí)行器的另一頭通過電纜連接控制器接入PLC終端（電纜長度可選）。在模具裝夾完成之后，在PLC終端輸入定位塊所需要移動的行程(即兩次板料寬度之差的1/2），定位塊及連接板通過電動執(zhí)行器的驅(qū)動，達(dá)到設(shè)定的位置停止并鎖緊。兩端的線性導(dǎo)軌一方面起到支撐定位塊及連接板并保持平衡的作用，另一方面起到導(dǎo)向作用，讓定位塊及連接板運動起來更順暢，如圖7、圖8所示。

需要切換其他料寬的板料時，只需在PLC終端選擇電動執(zhí)行器的運動行程，兩側(cè)的定位板與連接板同時運動到預(yù)定的位置鎖緊，對向前送進(jìn)的板料進(jìn)行定位、導(dǎo)向。由于定位塊可以在任意位置停止鎖緊，因此模具可適用于相同弧度、料寬在電動執(zhí)行器運行到最內(nèi)側(cè)和最外側(cè)范圍內(nèi)的任意一個寬度。

自動定位式落料模優(yōu)缺點

自動定位式落料模的優(yōu)點：

⑴由于自動調(diào)節(jié)式定位可以在電動執(zhí)行器行程范圍內(nèi)任意位置鎖緊，其通用性高，弧度一樣的坯料均可落料，總體上節(jié)約了模具開發(fā)成本。

⑵模具通用性提高，節(jié)約了換模時間。

⑶依靠PLC控制器控制定位位置，相對螺釘固定的定位塊切換簡單。

自動定位式落料模的缺點：

⑴自動調(diào)節(jié)定位機(jī)構(gòu)由2個電動執(zhí)行器和4個線性導(dǎo)軌組成，因此對于單副模具來說，成本相對較高。

⑵開卷落料線需要有PLC終端控制器，用于存儲、切換電動執(zhí)行器行程。

⑶生產(chǎn)機(jī)床距PLC終端距離不能太遠(yuǎn)，線纜較長可能會對生產(chǎn)造成不便。

⑷自動化機(jī)構(gòu)相對于傳統(tǒng)螺釘固定定位塊發(fā)生問題概率要大，維修相對較難。

結(jié)束語

通過對落料模定位的改變，實現(xiàn)了多種料寬規(guī)格的落料共用，減少了模具開發(fā)成本，提高了生產(chǎn)效率。此類型結(jié)構(gòu)還可用于其他車身沖壓件落料模具，以及其他行業(yè)沖壓模具，對模具通用化是一個很好的啟發(fā)。

圖9 生產(chǎn)現(xiàn)場落料模