轎車后備箱支撐氣動沖孔夾具設計

熊利軍，喬娜娜，王庭江，文根保

（1.湖北航宇精工科技有限公司，湖北 襄陽 441002；2.中國航空工業集團公司 嘉泰飛機制造公司，湖北 襄陽 441002；3.中國航空工業集團公司 航宇救生裝備有限公司，湖北 襄陽 441002）

0 引言

轎車后備箱蓋是以2 件支撐組件作為骨架，后備箱開啟與關閉都依靠支撐組件的剛性和尺寸精度，避免后備箱蓋產生扭轉和歪曲變形。

1 支撐組件沖孔加工工藝分析

后備箱支撐組件如圖1 所示，由后備箱支撐1、水平支撐2 和錐體鉚釘3 組成，需要加工的是后備箱支撐1端頭的mm孔，要求2個孔的同軸度為φ0.01 mm。如采用鉆孔加工，一是不容易保證2 個孔的同軸度；二是因支撐組件定位和夾緊結構尺寸特殊，不便于操作，結構設計困難。如采用沖壓加工，由于沖壓加工是瞬時沖切，第1個孔的沖切會出現孔壁內凹缺陷，第2 個孔的沖切會出現孔壁外凸缺陷。只有采用液壓緩慢沖切并調整液壓作用力和沖切速度才可避免成形的孔內凹和外凸，經分析采用氣動凸凹模一次性同時沖出支撐組件2個孔的夾具以實現同軸度要求。后備箱支撐組件為方形管件，由圓管冷拔而成，存在尺寸誤差，為了彌補避免存在的尺寸誤差而影響支撐組件的2×mm 孔的加工位置精度，支撐組件定位基準A、B、C、D、E采用移動定位支撐，其中X方向移動定位支撐有A、E，Z方向移動定位支撐有B、C、D。

圖1 后備箱支撐組件

2 后備箱支撐移動定位和夾緊方案制定

根據后備箱支撐組件工藝、定位與夾緊的可行性分析，確定后備箱支撐組件沖裁mm 孔的定位和夾緊方案。

（1）定位方案。A為大平面可移動定位，限制了3 個自由度[1]；B、C、D定位各限制了2 個自由度[2]，采用氣動V 形滑塊可移動定位；E為斜面T 形滑塊移動定位，限制了2個自由度[3]。這存在基準重復定位誤差，解決措施是采用可移動定位支撐。

（2）夾緊方案。A基準處為氣動夾緊機構，D基準處為鉸鏈手動夾緊機構。

3 水平支撐氣動移動定位與夾緊

后備箱支撐的水平支撐2 移動定位與夾緊，如圖2 所示。后備箱支撐1、水平支撐2 和錐體鉚釘3安放在水平支撐定位塊4 的平面上，水平支撐2 是依靠氣缸5 的軸作用于壓板6 和螺釘8 及螺母7 而移動距離L，實現夾緊和松開水平支撐2。

圖2 水平支撐移動定位與夾緊

4 定位槽B、C、D移動定位與夾緊

后備箱支撐組件在定位槽板23 的B、C、D側面和T 形滑塊1 的15°斜面E進行移動定位與夾緊，如圖3示。

圖3 定位槽B、C、D移動定位

（1）楔塊夾緊機構。由于T形滑塊1和T形槽座2 組成的斜面E進行移動定位并與氣動定位槽板23的移動定位組成楔塊夾緊機構，對后備箱支撐組件進行移動定位與自鎖夾緊作用。定位槽板23 推動后備箱支撐組件上移，相對于T 形滑塊1 向下移動而實現對后備箱支撐組件自鎖夾緊。定位槽板23下移，相對于后備箱支撐組件與T 形滑塊1 下移，楔塊夾緊機構即可實現松開作用。由于定位槽板23槽的C、D側面的間隙與沖孔方向一致，不會影響沖孔位置，但影響另外兩相鄰側面的間隙，前端有水平支撐移動定位與夾緊，后端有T形滑塊1和T形槽座2 移動定位的限制，對后備箱支撐組件位置偏移的影響程度有限。

（2）鉸鏈夾緊機構的夾緊與松開。由于后備箱支撐組件安裝在定位槽板23 槽中存在0.563 mm 的間隙，為了防止沖孔過程中后備箱支撐組件出現移動，需要后備箱支撐組件貼緊定位槽板23 槽C側面，要求對后備箱支撐組件進行夾緊。如圖3 中NN視圖所示，按下手柄13，由于連接片11 與手柄13為一體，連接片11 帶著擺桿8 和夾緊爪6 抬起而實現對后備箱支撐組件的松開。抬起手柄13，即可實現對后備箱支撐組件的夾緊。

（3）定位槽板23 和T 形滑塊1 脫離對后備箱支撐組件的定位與松開。先要松開鉸鏈夾緊機構和氣動水平支撐機構對后備箱支撐組件的夾緊，然后定位槽板23 在氣缸19 的氣缸軸20 的推動下，連接板22帶動定位槽板23向下移動L距離，使定位槽板23 和T 形滑塊1 脫離對后備箱支撐組件的定位，便可以取出后備箱支撐組件。

（4）定位槽板23 和T 形滑塊1 對后備箱支撐組件的移動定位與夾緊。氣缸19 使氣缸軸20 帶動定位槽板23移動L距離，定位槽板23的B、C、D面實現對后備箱支撐組件的移動定位。同時由于T形滑塊1與定位槽板23移動方向存在15°的斜面，形成了一種楔塊夾緊結構。定位槽板23 的上移使T 形滑塊1可實現移動定位的自鎖楔緊作用，楔塊夾緊機構對后備箱支撐組件楔緊，楔緊范圍包括T 形滑塊1 和定位槽板23在內的定位面積。

5 后備箱支撐2孔的沖裁

圖4 后備箱支撐2個孔沖裁

后備箱支撐組件沖孔模夾具如圖5所示。

圖5 沖孔模夾具

（1）取出后備箱支撐組件。啟動氣缸38可退回壓板39、螺母40 和螺釘41，便可松開對水平支撐定位塊42的夾緊，松開鉸鏈夾緊機構對水平支撐組件的夾緊，啟動氣缸23 可退回連接板24 和定位槽板44，啟動氣缸27、37 可退回凸模29 和凹模壓板34，完成這些動作后，可順利從夾具中取出后備箱支撐組件。

6 結束語

后備箱支撐組件沖孔模夾具的設計，應用了夾具移動定位結構以及T 形滑塊和T 形槽座組成斜面進行移動定位，并與氣動定位槽板的移動定位組成楔塊夾緊機構，獲得了mm 沖孔工藝合格的后備箱支撐組件，提高了加工效率，節省了沖床設備。