復雜斜楔機構在汽車沖壓模具中的應用

文／陳立忠，張雙林·一汽模具(天津)有限公司青島分公司

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，沖壓模具市場發(fā)展面臨巨大機遇和挑戰(zhàn)。在市場競爭方面，沖壓模具企業(yè)數量越來越多，市場正面臨著供給與需求的不對稱，因此沖壓模具行業(yè)有進一步發(fā)展的空間。但是在一些沖壓模具細分市場仍有較大的發(fā)展空間，信息化技術將成為核心競爭力。下面介紹兩種特殊斜楔機構在汽車沖壓模具中的應用。

斜上沖孔斜楔模具的應用

圖1 為側圍外板。該零件為車身最大的外覆蓋件，側圍是整個車身骨架中的重要部件，對其剛性、強度方面有著很高的要求。在產品外觀方面對曲面和棱線的表面粗糙度要求高，造型復雜，各零部件的搭接處R 角要求光順，滑移和沖擊不能上A 面。側圍工序一般為：落料→拉延→修邊沖孔→翻邊整形→側修側沖。

圖1 側圍外板

工藝確定之后，上邊梁后半段有些沖孔常規(guī)的側沖機構無法實現，需要完成負向翻邊之后斜向上沖孔，局部放大圖如圖2 所示。

圖2 局部放大圖

由于產品的特殊性，此區(qū)域需要先完成側翻邊后再斜向上沖孔，因此此處存在取件干涉的情況，所以此處需要拆活動凸模，活動凸模的回退距離需要大于制件負角距離25mm 以上，對于此處沖孔，需要多向運動的斜楔協同作用來實現此功能，其結構如圖3所示。

圖3 多向運動斜楔機構

模具閉合過程先由上模驅動器驅動活動凸模到達正確位置后，下模驅動滑塊驅動沖孔機構完成側沖孔。開模過程為上模驅動器先向上運動，下模驅動滑塊向左回退，沖孔機構沿沖孔方向回退，上模驅動器向上運動，活動凹模向右回退，完成取件。

設計要點：⑴此結構較復雜，對模具的強度和對空間有一定要求；⑵設計過程中注意廢料的排出，各機構的行程和運動的先后順序；⑶由于結構較復雜，裝配時注意拆裝的先后順序；⑷后期維護保養(yǎng)時較困難。

斜上翻孔斜楔模具的應用

圖4 為汽車行李廂內板。該零件是內覆蓋件中難度較大的典型零件，該零件形狀起伏較大，孔比較多，造成工藝比較復雜，經過Autoform 模擬確定工序：落料→拉延→斜楔修邊沖孔→斜楔翻邊整形→斜楔翻邊沖孔。由于零件的特殊性，零件的上翻孔與上翻邊工序需要在一個工序完成，因此工序模具結構比較復雜。

圖4 汽車行李廂內板

綜合各工序的工作內容，在翻邊成形工序局部有一處斜向上翻孔，局部放大圖如圖5 所示。常規(guī)機構無法實現此翻孔，此處需要雙向運動的斜楔聯動來實現，首先上翻邊需要由下壓料芯來完成，斜上翻孔需要一個翻邊斜楔來完成，要實現這一功能，壓料芯和斜楔要滿足一定的運動關系才能保證既能實現此功能又能不與制件干涉，同時還要滿足模具的強度和保證制件的精度。

此工序既有上翻邊又有下整形，模具需要設計成上下兩個壓料芯雙向活動，此處的上翻孔機構需要裝在下壓料芯上，上翻孔的機構裝在上模上，上壓料芯相應的做躲避，具體結構如圖6 所示。

圖6 翻孔機構

由于模具結構較復雜，設計時應注意下模氮氣缸提供的力應大于上模氮氣缸所提供的力，同時要兼顧各部件的強度。模具閉合過程：上模座驅動上模壓料芯先完成壓料，同時凹模翻孔機構到達工作狀態(tài)，此時上模處于壓縮狀態(tài)，壓機繼續(xù)下降，上模繼續(xù)壓縮下模壓料芯，同時下模翻孔機構完成斜上翻孔，模具合模到底。開模過程：由于下模提供的力要大于上模提供的力，所以開模時下模壓料芯先回退到位，同時下模翻孔機構回退到位，繼續(xù)開模，上模座帶動凹模翻孔機構回退到位，然后帶動上模壓料芯回退到位，完成取件。

設計要點：⑴下模氮氣缸所提供的初始壓力要大于上模氮氣缸所提供的最終壓力；⑵機構設計時要注意機構運動的先后順序和機構的行程關系；⑶設計時兼顧各部件的強度。

結束語

由于產品造型的多樣化、復雜化，要求模具結構多樣化，其中復雜斜楔機構得到了廣泛應用，可以減少模具開發(fā)過程中的工序數量，同時降低了開發(fā)成本。隨著模具技術的發(fā)展，像熱成形技術、壓鑄技術等會更多的應用到模具中來。