一種側圍側翻基準孔的退件機構

文/蕭強·天鶴模具科技（天津）有限公司

高宏杰，周杰，范銳強，楊洪濤·重慶金康賽力斯新能源汽車設計院有限公司

轎車整體側圍作為整車覆蓋件的A類件，零件尺寸最大，形狀復雜，成形難度大，面品要求高，零件尺寸形位公差精度要求很高，是主機廠新車型開發過程中重點關注的制件。轎車整體側圍要求成形后剛度強、回彈小，由于大部分為外露區，要求A面曲率連續，另外，整體側圍與車身多個制件搭接，包括車門內外板、頂蓋、翼子板、A柱加強板、B柱加強板，因此側圍零件的邊界尺寸及孔位公差要求高，這樣才能保證整車的裝配間隙。轎車整體側圍裝焊的主基準孔（圖1）作為制件的裝焊基準，在沖壓過程中需要重點保證其形位公差。

圖1 主基準孔與放大圖

轎車整體側圍的主基準一般為翻孔，翻孔直徑為30mm，在車身位置垂直于絕對坐標的Y軸。本文中的側圍主基準孔比較特殊，主基準孔在車身位置與絕對坐標Y軸有8°的夾角。如果采用常規工藝方案的話，正翻主基準孔的話，在沖壓方向存在負角，不能實現。如果旋轉制件8°，正翻主基準孔可以，但制件上大部分的沖孔都是和車身位置Y軸平行的，沖孔的沖壓角度是不滿足的，還有上邊梁的側翻角度也不好。因此，對于本案例而言，工裝開發中最好的方案就是8°側翻主基準孔，如圖2所示。

圖2 8°側翻主基準孔

退件機構及工作原理

側翻主基準孔的結構中，上模采用82°的側翻機構，驅動器裝在壓料芯中，是一種隱翻孔的機構，壓料芯拆出天窗蓋板，方便翻邊機構的調裝。下模為82°的回退滑塊，回退滑塊裝在下模大鑲塊中，回退滑塊為鍛件，與下面大鑲塊的滑配面導滑，使用氮氣彈簧提供回程力，使用退料螺釘限程。回退滑塊使用常規的橫杠推車驅動到位。由于側翻孔直接翻在回退滑塊上，制件包在回退滑塊上比較緊，如果回退滑塊在氮氣彈簧的作用下直接回程，會把制件帶變形，影響A面面品質量及裝焊主基準孔的形位公差，因此必須增加彈性退件機構。本案例的退件機構就是為了解決翻孔制件的質量問題而設計的，具體結構如圖3所示。

圖3 退件機構

退件機構的作用和普通的彈性翻邊頂出器是不一樣的，普通的翻邊頂出器的目的是將翻邊后，包在模具凸模的制件頂松。本案中的退件機構是在彈簧力的作用下頂住翻孔后制件的邊，給制件一定的托舉力，但力的大小合適，不至于將制件頂出，因為是側翻，直接頂出制件的話會將制件頂變形。目的是退件機構給予制件一定的托舉力，該力和回退滑塊的作用力及運動方向相反，保護制件不會被回退滑塊帶變形。從而保證焊接主定位孔的形位公差。退件機構的結構工作原理如圖4所示。

圖4 退件機構的結構工作原理

在A狀態（模具側翻開始之前），回退滑塊處于回退狀態，退件機構在彈簧的作用力下，處于頂出狀態，行程為5mm，通過穿行在下模大鑲塊、回退滑塊及退件機構之間的導向限程銷釘，限制行程。此時，氮氣彈簧處于釋放狀態，回退滑塊在氮氣彈簧力的作用下回程運動，通過緊固在下模大鑲塊上的退料螺釘限制回退滑塊的行程。在A狀態，退件機構處于頂出狀態，上序的制件（未翻孔之前的制件狀態），放在下模上，制件和下模大鑲塊符型，退件機構處于頂出狀態，但不與上序制件干涉。

B狀態在A狀態所有部件位置就位的前提下，上模及壓料芯在上機床滑塊的帶動下，向下運動，斜楔導板驅動下模橫杠推車驅動，下模橫杠推車驅動回退滑塊斜向上運動，壓縮氮氣彈簧，直至回退滑塊向上到位，與制件平齊，實現制件符型。這時彈簧在原有預壓的基礎上，增加回退滑塊8mm的彈簧壓縮量，但退件機構由于導向限程銷釘的限制，仍然處于頂出狀態，只是受到彈簧的壓縮量增加，頂出機構的托舉力達到最大值。壓料芯向下運動，開始壓住制件。側翻鑲塊再側翻機構的驅動下，沿著側翻方向向下先作用于退件機構上，退件機構受力，向下運動，壓縮彈簧。接著側翻鑲塊接觸制件，實現翻孔，制件翻孔后包在回退滑塊上，最終模具達到下死點，實現B狀態。

C狀態在B狀態——模具的下死點狀態的基礎上，模具向上死點運動，側翻鑲塊在上模及側翻機構的帶動下，沿著側翻方向向斜上運動，側翻鑲塊，退出回退滑塊。頂件機構沒有側翻鑲塊的壓迫，在彈簧力的作用下沿著側翻方向向斜上運動，直至通過導向限程銷釘限制行程，達到上死點狀態，此時退件機構剛好頂住側翻完成后制件的邊緣。壓料芯此時已經向上運動，不再壓住制件。隨后橫杠推車驅動回位，回退滑塊，在氮氣彈簧的作用下，實現回程8mm，由于頂出機構頂住了制件，翻孔后的制件盡管包在回退滑塊上，但頂出機構在彈簧力的作用下，托舉住了制件，所以回退滑塊在回程狀態下，不會把翻孔后的制件帶變形，從而保證了裝焊主基準孔的形位公差。最終模具達到上死點，即開模狀態（C狀態）。

結束語

側翻孔退件機構，結構緊湊，運用多種機械原理，成功實現了側翻孔退件功能，從而保證了側圍焊接主基準孔的形位公差，保證了整車裝焊的精度。限位銷釘的運用，是整個退件機構中的亮點，既實現了退件機構的防轉，而且控制了退件機構的行程。亮點是打破了常規的限程形式，簡化了總成結構，而且占用空間小，加工和裝配調試都降低了成本和難度。作為一種新型的退件裝置，可以廣泛運用于各種制件的側翻孔結構中。