鈑金零件成型模胎結構的優化設計

尚慶豐 路波 隗仁軒 聶凱

摘? ?要：零件需求越來越快速化，一些鈑金零件加工需要模胎輔助，模胎加工周期長，降低生產效率。大型模胎體積龐大、笨重，使用不便，而且加工成本很高。激光切割是快速加工技術，通過優化現有模胎結構，采用激光切割技術快速加工模胎，從而縮短模胎加工周期，進而縮短零件加工周期，提高生產效率。優化的模胎結構可以節省大量生產材料，從而降低成產成本，提高經濟效益。

關鍵詞：型面? 結構? 加工效率? 生產成本? 經濟效益

中圖分類號：TG386? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（a）-0091-02

隨著社會的快速發展，零件的需求變得多樣化、快速化，對生產效率也是新的挑戰。一些零件可以機械加工，一些零件需要冷作加工，冷作加工有時需要加工輔助工裝，加工周期比較長。如圖1所示的一種蒙皮（零件圖），其外形的一部分屬于異形面。零件成型時首先需要加工成型模胎（模胎圖），然后進行鈑金成型。該類模胎多由膠木板、鋁板或者鐵板加工而成，加工周期長，影響零件生產進度，而且一些模胎體積龐大、笨重、搬運不便，生產成本也比較高。

1? 模胎結構優化設計

1.1 模胎分析

鈑金零件一般厚度比較薄，所用材料材質較軟，因此，零件在使用模胎成型時不需要太大的力量，主要需要模胎的外型面，模胎剛度達到使用要求即可。因此，模胎的關鍵之處是外型面。

1.2 優化構思

模胎的關鍵是外型面，加工模胎時保證其外型面的準確度、強度即可。激光切割技術是高新技術，切割速度快，切割鋼板厚度可高達12mm，并且能夠保證切割截面質量良好。利用激光切割技術簡單切割出模胎外型面所需結構部件，然后進行組裝、焊接、修飾形成其外型面，一個模胎即可完工，快速、方便，而且省材省力。

1.3 優化設計

由于激光切割技術有厚度限制，切割材料厚度越厚切割端面質量越差，為滿足模胎使用強度要求，綜合上述因素，這里我們采用6mm厚的鋼板進行切割，根據所需模胎的厚度切割出相應數量的6mm鋼板，然后進行組裝形成模胎外型面的框架。模胎外型面需要較好的平面度、光潔度，這里我們采用2mm厚的鋼板進行切割，進而加工成蒙皮來充當外型面。一來2mm厚有足夠的強度，二來2mm厚容易成形。其中，蒙皮外形與模胎外型面相對應，將蒙皮和框架進行組裝、焊接，形成模胎外型面。如圖2所示，一種結構優化后的模胎，模胎由底座、模胎輪廓板、外蒙皮和加強條構成，四者均由激光切割機切割而成。其中，底座帶有限位孔，焊接時用以限制模胎輪廓板的位置，并形成模胎的底面;模胎輪廓板外形由模胎外型面向內偏移2mm衍變而成，從而保證與蒙皮焊接后外形與所需模胎外型面一致。模胎輪廓板中間型孔旨在減輕重量，其跟底板組裝焊接形成模胎框架，因對模胎強度要求不高，這里僅僅切割5塊輪廓板，能夠滿足模胎使用強度即可;外蒙皮與模胎輪廓板貼合焊接后形成型面，其與模胎外型面相一致;加強條用于連接各模胎輪廓板并起到加強作用。

2? 模胎前后對比

使用新型模胎加工零件，零件各項參數均能滿足圖紙要求，新型模胎也能滿足強度使用要求。相比于前期的模胎，新型模胎重量輕，其重量僅有之前模胎的50%，甚至更少，轉運方便、節約材料，大大降低生產成本;新型模胎加工快速、方便，加工周期短，之前加工模胎需要幾天，現在只需幾個小時。縮短模胎的加工周期，盡早投入零件生產工作，縮短零件加工周期，提高了零件加工效率，從而滿足零件的急需要求。

3? 結論

模胎結構經過該類方法優化，大大縮短了模胎加工周期，從而縮短零件生產周期，滿足顧客急需要求。該類模胎大大節約加工材料，提高了經濟效益。鈑金零件種類繁多，所需模胎各不相同，將該優化方法進行全面推廣，能夠大大提高生產效率，節約生產成本，帶來巨大的經濟效益。

參考文獻

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