復(fù)合翻邊機(jī)構(gòu)在汽車模具上的應(yīng)用

杜建州 李盟

摘 要：隨著汽車制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，整車外觀質(zhì)量也越來越受到消費(fèi)者的重視，一方面為得到連續(xù)順滑的視覺效果，汽車車身覆蓋件的成形大多是通過模具沖壓工藝實(shí)現(xiàn)，另一方面為適應(yīng)整車造型要求，車身覆蓋件的結(jié)構(gòu)趨勢向復(fù)雜化發(fā)展。目前許多汽車車身覆蓋件都有“]”型式翻邊結(jié)構(gòu)，對此翻邊結(jié)構(gòu)的沖壓加工過程包括垂直翻邊和側(cè)翻邊兩道工序，需要由兩套模具和沖壓設(shè)備完成，這不僅增大了模具開發(fā)和設(shè)備購買成本，而且在工件安裝盒設(shè)備調(diào)試方面存在重復(fù)操作步驟，影響了生產(chǎn)效率的提高。

關(guān)鍵詞：垂直翻邊;復(fù)合翻邊;側(cè)翻邊;模具

0 引言

采用模具整體翻邊能保證大尺寸制件內(nèi)孔翻邊質(zhì)量，需要注意的是在上工序下料時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格保證制件多個(gè)內(nèi)孔尺寸及相對位置。如果是左右對稱件內(nèi)孔翻邊，在設(shè)計(jì)制件時(shí)應(yīng)盡量考慮內(nèi)孔的軸對稱性，利于降低模具的設(shè)計(jì)制造成本，提高生產(chǎn)操作效率。

1 制件工藝分析

（1）工藝現(xiàn)狀分析。內(nèi)孔翻邊部分在初期生產(chǎn)過程中，采用2件拼焊的加工方式，其工藝過程為制件2板材下料，等離子切割形成外形及內(nèi)孔，制件1是利用條形料手工煨制成環(huán)形件，然后將制件1、制件2組焊在一起。然后重新進(jìn)行打磨，噴涂處理。這種生產(chǎn)方式在初期也能滿生產(chǎn)需求，適合于輛數(shù)少的車型生產(chǎn)。但這種生產(chǎn)方式的缺陷有：1）操作周期較長，材料損耗較高，效率低及成本高，不能滿足批量車型的生產(chǎn)。2）焊接過程中容易引起制件局部變形，降低制件的整體平面度，焊縫的存在也嚴(yán)重的影響了該制件的外觀質(zhì)量。3）焊接過程中產(chǎn)生的煙塵及弧光對環(huán)境有污染，對操作工的身體健康有一定的傷害。

（2）工藝方法改進(jìn)。針對上述加工工藝方案存在的缺陷，為了滿足車型的批量生產(chǎn)，現(xiàn)需要設(shè)計(jì)合理結(jié)構(gòu)的模具，對制件內(nèi)孔進(jìn)行翻邊加工，這種工藝方式的優(yōu)點(diǎn)有：1）減少了加工工序，省去了制件1的加工環(huán)節(jié)，也省去了焊接工藝，降低了生產(chǎn)成本。2）翻邊所用時(shí)間大大低于焊接所用時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，能保證產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。3）保證制件外觀質(zhì)量及整體平面度，又提高產(chǎn)品質(zhì)量及其生產(chǎn)穩(wěn)定性。

2 復(fù)合翻邊機(jī)構(gòu)各部件用途及介紹

復(fù)合翻邊機(jī)構(gòu)其構(gòu)成中包括垂直翻邊部分、側(cè)翻邊部分、壓料裝置、上模座和下模座，其特征是垂直翻邊和側(cè)翻邊模具組合在一起，它們共用一套壓料裝置，其中垂直翻邊部分布置在壓料裝置和側(cè)翻邊部分之間。

垂直翻邊部分包括小壓料芯氮?dú)鈴椈伞⑿毫闲?、垂直翻邊鑲塊、凹模平衡塊和凸模平衡塊，小壓料芯氮?dú)鈴椈缮隙斯潭ㄔ谀＞呱夏Ｗ希露伺c小壓料芯頂面固定連接，小壓料芯頂部與垂直翻邊鑲塊固定連接，在小壓料芯頂部前后兩側(cè)均設(shè)有凹模平衡塊，凹模平衡塊與凸模平衡塊匹配，其中凸模平衡塊固定在模具下模座相應(yīng)位置。

側(cè)翻邊部分包括驅(qū)動(dòng)塊、下?；嚒⒒噦?cè)翻邊鑲塊、側(cè)翻邊鑲塊和側(cè)翻邊斜楔，其中驅(qū)動(dòng)塊上端面固定在模具上模座上，下端設(shè)有與下?；?、側(cè)翻邊斜楔匹配的驅(qū)動(dòng)斜面，下模滑車與固定在下模座滑車上的斜楔導(dǎo)滑板配裝，滑車側(cè)翻邊鑲塊固定在下模滑車左側(cè)，側(cè)翻邊鑲塊固定在側(cè)翻邊斜楔的左側(cè)，側(cè)翻邊斜楔與固定在模具下模座上的斜楔導(dǎo)滑板配裝。

壓料芯裝置包括大壓料芯氮?dú)鈴椈珊痛髩毫闲?，大壓料芯氮?dú)鈴椈缮隙斯潭ㄔ谀＞呱夏Ｗ?，下端與大壓料芯頂面固定連接，大壓料芯型面與制件接觸面形狀匹配。

3 模具結(jié)構(gòu)的選擇

一般常用的小孔翻邊模結(jié)構(gòu)，顯然坯件放入模具時(shí)，預(yù)孔應(yīng)剛好與凸模對準(zhǔn)。零件只能以四個(gè)槽作為定位基準(zhǔn)。即使坯件上預(yù)孔的位置度誤差為零，模具上四個(gè)定位銷與凸模的相對位置也完全正確，但在批量生產(chǎn)中為了裝卸方便，坯件上的四個(gè)定位槽與模具的定位銷之間應(yīng)該留有0.02～0.04mm的間隙，但由此帶來的定位誤差就難以保證翻孔后的位置精度。為此改用模具結(jié)構(gòu)。這一倒裝式模具的基本特點(diǎn)就是利用凸模與預(yù)孔來對坯件定位。凸模前端加有一導(dǎo)向段，其有效直徑和前工序沖制預(yù)孔的凸模直徑完全相同。這類凸模加工時(shí)，需在機(jī)床上一次加工出各段的直徑尺寸，這樣即使是用車削的方法也能保證其同軸度。至于此導(dǎo)向段與工作段的連接則只要圓滑過渡即可。理論上講，采用這種定位方法完全可以消除定位誤差，從而繞開了四個(gè)定位銷及其制造加工方面的難題。

為了保證凸、凹模之間的間隙均勻、并便于裝配和快換，凸模上還增加了一對模用臺(tái)階，其直徑僅比凹?？讖叫?.005～0.010mm。在壓料、退料等裝置未裝上前，將凸模裝入凹模，直至此臺(tái)階吻合，然后將其緊固在上、下模座上，凸、凹模之間的間隙即可保證均勻。然后拉開上下模座，再往上裝其他部件。當(dāng)然這一臺(tái)階也必須和凸模的工作段、導(dǎo)向段一起在一次裝夾中加工完成，以保證其同軸度。

4 翻邊工藝分析及模具設(shè)計(jì)

（1）工藝中心的確定。對于這種有左右件翻邊工藝的模具設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮用較少的操作工序完成該左右件的翻邊成形。最優(yōu)情況是翻邊部位是沿某一軸對稱，操作過程中就不需要更換模具鑲塊。

（2）翻邊工步的確定。1）如果采用兩孔分別翻邊的工藝，則應(yīng)設(shè)計(jì)兩副模具，其中小孔可以實(shí)現(xiàn)左右件的翻邊，大孔則需要更換鑲塊，完成左右件的翻邊工藝。使用這種方案，優(yōu)點(diǎn)是模具外形尺寸相對小，操作靈活，能節(jié)省一定的模具制造費(fèi)用;缺點(diǎn)是每個(gè)制件需進(jìn)行二次定位，容易造成翻邊后周邊高度尺寸波動(dòng)較大。增加制件的操作次數(shù)及模具的安裝次數(shù)，不利于生產(chǎn)效率的提高。2）用兩孔整體翻邊工藝，則只需設(shè)計(jì)1副模具，通過局部更換模具鑲塊，完成制件左右件的翻邊工藝。使用這種方案，優(yōu)點(diǎn)是制件一次定位，整體成形，完成左右件的翻邊只需要對部分模具鑲塊進(jìn)行更換，工人操作簡單;缺點(diǎn)是模具外形尺寸大，需要使用上下臺(tái)面比較大的油壓機(jī)床。

5 結(jié)語

本文對復(fù)合式翻邊機(jī)構(gòu)的適用范圍及工序排布，工作過程等方面進(jìn)行了闡述，這種翻邊機(jī)構(gòu)主要結(jié)合垂直翻邊和側(cè)翻邊工作特點(diǎn)，組合在一副模具完成翻邊工作，依靠小壓料芯與氮?dú)鈴椈杉鞍纪鼓Ｑb配的平衡塊限制垂直翻邊鑲塊作業(yè)高度，最后再通過下?；噷?shí)現(xiàn)側(cè)翻工作，最終實(shí)現(xiàn)制件的翻邊工作。

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