汽車尾門內(nèi)板共用開卷落料模設(shè)計(jì)與應(yīng)用

0 引言

隨著國(guó)內(nèi)汽車制造業(yè)不斷發(fā)展，不同車企、不同品牌之間的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。由于原材料價(jià)格和人工成本不斷上漲，為了降低成本，提升材料利用率和生產(chǎn)效率，越來越多的汽車主機(jī)廠和鋼廠剪切配送中心開發(fā)了全自動(dòng)化開卷落料生產(chǎn)線，如圖1所示。開卷落料生產(chǎn)線在實(shí)際生產(chǎn)中具有提高材料利用率、提升產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。而開卷落料線中重要的落料設(shè)備是開卷落料模，開卷落料模通過落料線的自動(dòng)送料裝置將送來的卷料加工成所需板件，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車覆蓋件模具的開發(fā)

。相比于普通落料模，開卷落料模是在卷料連續(xù)輸送的狀態(tài)下進(jìn)行沖壓，一般分為2～3個(gè)工步完成。開卷落料模不僅生產(chǎn)效率高，而且通過合理的排樣設(shè)計(jì)，能夠大幅度提升材料利用率。

尾門內(nèi)板是重要的車身零件之一，由于其造型和成形的特殊性，通常需要進(jìn)行開卷落料。通過對(duì)比某車企的尾門內(nèi)板開卷落料工藝，發(fā)現(xiàn)其落料形狀和落料模結(jié)構(gòu)存在一定的相似性。在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上通過將卷料寬和步距設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)形式，同時(shí)將工作部位設(shè)計(jì)成可拆換形式，這樣可以實(shí)現(xiàn)一定條件下不同車型尾門內(nèi)板落料模的共用生產(chǎn)，降低模具工裝開發(fā)成本。

1 工藝設(shè)計(jì)

圖2所示為汽車尾門內(nèi)板常用的開卷落料排樣設(shè)計(jì)，從圖2 可以看出，開卷落料工藝包含卷寬、步距、窗框工藝孔、工藝切角4個(gè)部分的內(nèi)容。其中卷料寬為零件寬度

；步距為零件長(zhǎng)度

；窗框工藝孔通常按照零件中心對(duì)稱設(shè)置，其最遠(yuǎn)端距離卷料寬中心

，距離零件中心為

；工藝切角包含窗框工藝切角和后保險(xiǎn)杠工藝切角兩部分，窗框工藝切角開口角度

，切角深度

；后保險(xiǎn)杠工藝切角開口角度

，切角深度

（開口角度

、

為2條切角邊之間的夾角，切角深度

、

為切角尖點(diǎn)與卷料寬中心的距離）。為實(shí)現(xiàn)不同車型尾門內(nèi)板落料模的共用生產(chǎn)，需滿足以上參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化的需求。

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

開卷落料模結(jié)構(gòu)分為上模和下模兩部分，主要包括導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、托料結(jié)構(gòu)和工作結(jié)構(gòu)等，如圖3 所示。其中導(dǎo)向結(jié)構(gòu)包含手搖式板料導(dǎo)向器4、固定式導(dǎo)向塊7、導(dǎo)柱8 和導(dǎo)套10；托料結(jié)構(gòu)包含浮動(dòng)式托料架3；工作結(jié)構(gòu)包含下模切斷刀塊組件2、下模窗框工藝孔刀塊組件5、下模窗框工藝切角刀塊組件6、下模后保險(xiǎn)杠工藝切角刀塊組件9、上模切斷刀塊組件12、上模窗框工藝孔刀塊組件13、上模后保險(xiǎn)杠工藝切角刀塊組件14 和上模窗框工藝切角刀塊組件15。

開卷落料模的工作原理是卷料通過傳送機(jī)從模具進(jìn)料側(cè)進(jìn)入，依靠浮動(dòng)式托料架3向前傳送，手搖式板料導(dǎo)向器4 和固定式導(dǎo)向塊7 確保卷料在傳送過程中不發(fā)生偏移。當(dāng)卷料傳送到特定位置時(shí)，上、下模通過導(dǎo)柱8 和導(dǎo)套10 進(jìn)行導(dǎo)向，托料架被上模壓下，板料與下模刀塊接觸，上模刀塊附近的聚氨酯壓料塊壓住板料，上、下模刀塊接觸將板料切斷，通過下模的廢料滑槽將廢料排出模具外。之后上模向上運(yùn)動(dòng)，下模托料架在彈簧作用下隨上模同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)并將板料重新托起，最后板料繼續(xù)向前傳送到下一個(gè)工位

。

在落料模工作結(jié)構(gòu)中，卷料寬調(diào)節(jié)可以通過模具中板料兩側(cè)手搖式導(dǎo)向器和固定式導(dǎo)向塊實(shí)現(xiàn)；步距調(diào)節(jié)可通過調(diào)整上、下模切斷刀塊組件的安裝位置實(shí)現(xiàn)；窗框工藝孔和工藝切角則可通過整體切換對(duì)應(yīng)的刀塊組件實(shí)現(xiàn)。

2.1 開卷落料模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)

（1）模具導(dǎo)向。上、下模通過布置在四角的

80 mm 導(dǎo)柱和導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)向精度高，能保證上、下模刀塊刃口間隙達(dá)到要求。

通過對(duì)比以往車型尾門內(nèi)板的工藝切角處形狀，單一的開口角度難以滿足零件成形需求，此時(shí)需要分段設(shè)置不同開口角度。為此，在綜合考慮切角廢料排出和刀塊固定板安裝條件等因素后，下模座窗框和后保險(xiǎn)杠切角位置均設(shè)置兩級(jí)不同的開口角度。圖11 所示為下模座窗框工藝切角刀塊組件的安裝面，其中一級(jí)開口角

=50°；二級(jí)開口角度

'=80°；切角深度

=210 mm；對(duì)于新項(xiàng)目零件，當(dāng)同時(shí)滿足一級(jí)切角

≤50°、二級(jí)切角

'≤80°以及210 mm≤

≤480 mm（切斷刀邊緣距離卷料寬中心線為480 mm）這3個(gè)條件時(shí)，此落料?？晒灿蒙a(chǎn)。

2.2 開卷落料模托料機(jī)構(gòu)

開卷落料模工作結(jié)構(gòu)包含切斷刀塊組件、窗框工藝孔刀塊組件、工藝切角刀塊組件，其中工藝切角刀塊組件按照所處位置分為窗框工藝切角刀塊組件和后保險(xiǎn)杠工藝切角刀塊組件。

研究表明，軟土地區(qū)隧道沉降需經(jīng)歷數(shù)年才能達(dá)到穩(wěn)定，且隧道不均勻沉降是各種影響因素對(duì)隧道整體狀況的綜合反映[9-10]。不均勻沉降將影響地鐵結(jié)構(gòu)的耐久性和運(yùn)營(yíng)的安全度，是導(dǎo)致隧道滲漏、道床和底板脫空、隧道線型偏差等病害的重要因素，也是判斷隧道是否穩(wěn)定的重要依據(jù)之一。

重新生出較多側(cè)根和須根，促進(jìn)了側(cè)根、須根的生長(zhǎng)發(fā)育，根系發(fā)達(dá)，并抑制苗木高生長(zhǎng)，降低了莖根比值，苗木質(zhì)量得以提高。合理利用土地和促進(jìn)苗木側(cè)根、須根的生長(zhǎng)，以形成良好的根系，我們一般提倡采用移植技術(shù)來培育楊樹大苗。

2.3 開卷落料模工作結(jié)構(gòu)

托料機(jī)構(gòu)的作用是在送料過程中將板料抬至高于切斷刀塊15 mm，既要保證板料能高速順暢無劃傷地流動(dòng)，又要防止板料因重力下沉與模具刀口發(fā)生碰撞，如圖6所示。

2.3.1 切斷刀塊組件

檢驗(yàn)方法論者對(duì)《提綱》第二條的內(nèi)容或明或暗地做出了如下三個(gè)判斷：第一，它的論域是認(rèn)識(shí)論或曰知識(shí)論，而非存有論、價(jià)值論或其他；第二，人的認(rèn)識(shí)確實(shí)可以具有客觀的真理性；第三，具體的認(rèn)識(shí)是否為真要通過實(shí)踐的方法或途徑來檢驗(yàn)。我們可以將它們分別稱之為論域判斷、可知論判斷和方法判斷。

1）制定多元化的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。常見的大學(xué)英語評(píng)價(jià)方式是期末考試成績(jī)結(jié)合出勤、作業(yè)等平時(shí)成績(jī)，或者參考英語等級(jí)考試成績(jī)。但是單一的語言能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不能全面反映學(xué)生的綜合素養(yǎng)，不能適應(yīng)以核心素養(yǎng)為培養(yǎng)目標(biāo)的大學(xué)英語教學(xué)，因此需要改善評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的要求，將英語的語言能力、學(xué)習(xí)能力、思維品質(zhì)和文化意識(shí)納入評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中，以此展現(xiàn)高職學(xué)生的核心素養(yǎng)和綜合能力。

當(dāng)豬場(chǎng)已經(jīng)發(fā)生豬流行性腹瀉病時(shí)候，應(yīng)該對(duì)豬場(chǎng)進(jìn)行全面消毒工作，對(duì)廠區(qū)周圍也要進(jìn)行播撒生石灰消毒，從而切斷傳染源。做好豬舍的保溫工作是重要環(huán)節(jié)，一般采用保溫?zé)舻男Ч容^好。預(yù)防機(jī)體脫水、酸中毒，抗菌消炎同時(shí)也要止瀉補(bǔ)液。

為滿足窗框內(nèi)側(cè)的成形性要求，一般在窗框部位設(shè)計(jì)工藝孔。工藝孔的大小、形狀和位置根據(jù)成形性分析來確定。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，工藝孔通常是在卷料寬方向上按照板料中心線左右對(duì)稱布置。一方面由于下模廢料洞的尺寸和位置固定不變，窗框工藝孔的位置必須設(shè)在廢料洞范圍內(nèi)；另一方面，送料方向的工藝孔位置調(diào)節(jié)范圍與步距有關(guān)，不同的步距條件下，零件中心與廢料洞中心相對(duì)位置不同，此時(shí)工藝孔的位置調(diào)節(jié)范圍也不同。圖9 所示為上、下模窗框工藝孔刀塊組件，工藝孔刀塊安裝在固定板上，固定板安裝在模座墊板上。當(dāng)步距為1 705 mm 時(shí)，此時(shí)送料方向上零件中心與廢料洞中心重合，工藝孔位置調(diào)節(jié)范圍最大。當(dāng)步距為1 525 mm 和1 910 mm 時(shí)，零件中心相對(duì)廢料洞中心分別向右和向左的偏移量最大，此時(shí)工藝孔的位置調(diào)節(jié)范圍最小。對(duì)于新項(xiàng)目的零件，在滿足上述位置條件的前提下，只需根據(jù)新的工藝孔位置對(duì)刀塊和固定板進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制作，即可實(shí)現(xiàn)不同零件的切換生產(chǎn)。

該落料模托料機(jī)構(gòu)采用浮動(dòng)式托料架，如圖7所示。浮動(dòng)式托料架由方管框架、毛刷滾輪和頂料器組成，使用時(shí)能保證板料按照一定高度向前推進(jìn)

。托料架的頂料力由均勻分布在四周和中間的頂料器提供。頂?shù)阶罡唿c(diǎn)時(shí)一般頂料器的作用力為托料架和板料總重力的1.2～1.5倍。托料架行程

=15 mm（自由狀態(tài)下托料架高出刀口的距離）+5 mm（安全距離）+12 mm（上模壓料橡膠的壓縮行程12 mm，包含刃口的切入量8 mm）。壓料橡膠和料片接觸時(shí)托料架滾輪的最高點(diǎn)距離下刃口17 mm。

2.3.3 工藝切角刀塊組件

2.3.2 窗框工藝孔刀塊組件

為滿足零件成形性需求，尾門內(nèi)板通常在窗框外側(cè)、下端轉(zhuǎn)角與后保險(xiǎn)杠匹配的轉(zhuǎn)角位置設(shè)置工藝切角。以窗框切角為例介紹如何實(shí)現(xiàn)不同車型的切換生產(chǎn)。圖10所示為上、下模窗框工藝切角刀塊組件，切角刀塊安裝在固定板上，固定板安裝在模座墊板上。通過整體更換切角刀塊及其固定板實(shí)現(xiàn)不同零件的生產(chǎn)。

（2）板料導(dǎo)向。板料在寬度方向的定位是由一對(duì)手搖式板料導(dǎo)向器、一對(duì)固定式導(dǎo)向塊和一個(gè)彈簧式導(dǎo)向塊實(shí)現(xiàn)，其作用是保證卷料向前送完一個(gè)步距之后，卷料不產(chǎn)生左右位移

，如圖4 所示。其中手搖式板料導(dǎo)向器為自制機(jī)構(gòu)，上面標(biāo)有刻度值，通過轉(zhuǎn)動(dòng)手柄可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向塊內(nèi)外移動(dòng)以滿足不同寬度板料的傳送需求。固定式和彈簧式導(dǎo)向塊均為標(biāo)準(zhǔn)件，其安裝位置預(yù)留有間隔為25 mm 的螺釘孔，如圖5 所示。通過手動(dòng)調(diào)整固定螺釘?shù)陌惭b位置，也可以滿足不同寬度板料的傳送需求。彈簧式導(dǎo)向塊作用是壓緊板料，防止傳送過程中產(chǎn)生左右位移。此落料模可以滿足1 240～1 445 mm 卷料寬的傳送需求。

開卷落料模步距雖然是通過傳送機(jī)控制，但最終依靠出料側(cè)的切斷刀實(shí)現(xiàn)，零件步距與切斷刀的安裝位置密切相關(guān)。切斷刀塊組件包含上模和下模兩部分，如圖8 所示。為滿足不同步距板件落料的要求，上、下模的切斷刀塊安裝位置應(yīng)設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)形式。首先切斷刀塊安裝在固定板上，刀塊螺釘孔為長(zhǎng)圓孔。刀塊通過背鎖墊片方式進(jìn)行定位（墊片厚度為5 mm，最大數(shù)量為5 片），可以實(shí)現(xiàn)切斷刀塊在固定板上25 mm的調(diào)節(jié)量。其次刀塊固定板安裝在模座墊板上，預(yù)先在模座墊板上間隔30 mm 加工固定刀塊固定板的螺釘孔和銷釘孔，可以實(shí)現(xiàn)刀塊固定板在模座墊板上按照30 mm的倍數(shù)進(jìn)行位置調(diào)節(jié)。通過調(diào)節(jié)刀塊及其固定板的安裝位置，可以實(shí)現(xiàn)不同步距零件的生產(chǎn)要求（步距調(diào)節(jié)范圍為1 525～1 910 mm，按照5 mm 的整數(shù)倍增減）。同時(shí)出料側(cè)的托料架滾輪也可以根據(jù)刀塊固定板的位置左右移動(dòng)，防止板料因懸空下沉而碰撞刃口。另外上模聚氨酯壓料塊安裝螺釘孔也設(shè)置成長(zhǎng)圓孔，可以實(shí)現(xiàn)隨上模切斷刀塊同步移動(dòng)。

要滿足不同的開口角度需求，必然會(huì)遇到切邊刀塊懸空的問題。如果將刀塊直接安裝在模座墊板上，由于刀塊懸空較大，安裝螺釘和銷釘承受剪切力，長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)會(huì)導(dǎo)致松動(dòng)而影響切邊精度。為此在刀塊與模座墊板之間增加1 塊V 形固定板，刀塊安裝在固定板上。通過刀塊固定板可以抵消和分散一部分剪切應(yīng)力，受力更加均衡，如圖12所示。

另外生產(chǎn)不同的零件需要不斷調(diào)整切斷刀塊位置和切換不同的刀塊組件，刀塊固定板的定位銷需要反復(fù)拆裝。如果將刀塊固定板直接安裝在鑄造的模座上，由于鑄件硬度低，反復(fù)拆裝定位銷會(huì)使模座上的銷釘孔過早磨損，導(dǎo)致定位精度下降，影響零件切邊間隙。因此在每個(gè)刀塊固定板的安裝面上鑲嵌1 塊模座墊板（材質(zhì)為T10A，熱處理硬度為62～64 HRC）

，這樣能有效減輕銷釘孔的磨損，提高模具生產(chǎn)精度和延長(zhǎng)使用壽命，提升零件的切邊質(zhì)量。

3 模具適用范圍

表1 所示為此尾門內(nèi)板開卷落料模的適用范圍，當(dāng)新項(xiàng)目的零件同時(shí)滿足這些條件時(shí)均可采用該落料模生產(chǎn)。

4 生產(chǎn)應(yīng)用

圖13所示為尾門內(nèi)板的實(shí)際開卷落料模，目前該落料模已在尾門內(nèi)板落料生產(chǎn)中得到應(yīng)用，實(shí)際板料如圖14所示，且將繼續(xù)應(yīng)用在后續(xù)車型中。

不過，需要指出，國(guó)內(nèi)學(xué)者經(jīng)?；煊妹绹?guó)學(xué)和美國(guó)研究概念，甚至認(rèn)為它們無甚區(qū)別。比如，有學(xué)者認(rèn)為，美國(guó)學(xué)，亦作美國(guó)研究（李青，楊小洪 1999：24），也有學(xué)者認(rèn)為，“美國(guó)學(xué)又稱美國(guó)研究，是一門關(guān)于美國(guó)的學(xué)科”（蒿琨2017：65）。當(dāng)然，不少學(xué)者主張區(qū)分，如葉英（2010）提出區(qū)分美國(guó)研究與美國(guó)學(xué)，促進(jìn)美國(guó)研究這個(gè)綜合工程和美國(guó)學(xué)（美國(guó)文化研究）的學(xué)科建設(shè)。到目前為主，美國(guó)學(xué)的概念尚未普及，但已得到較多使用。比如，梅仁毅（1986）對(duì)“‘美國(guó)學(xué)’的發(fā)展和近況”進(jìn)行了探討，趙可金（2010）討論了“美國(guó)學(xué)：學(xué)科成長(zhǎng)與中國(guó)意義”。

5 結(jié)束語

針對(duì)尾門內(nèi)板落料工藝存在的相似性特點(diǎn)，研究了可用于多個(gè)零件生產(chǎn)的落料模。分析了該落料模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，列出了其適用范圍，并將制造的模具成功應(yīng)用于項(xiàng)目中，取得了滿意的效果。這種設(shè)計(jì)不僅減少了新項(xiàng)目的模具開發(fā)費(fèi)用，縮短了模具開發(fā)周期，節(jié)約了模具存放場(chǎng)地，同時(shí)也為成形其他相似零件的落料模共用化研究提供了參考。

[1]王 平,崔禮春,馬國(guó)禮.先進(jìn)開卷落料線的工藝規(guī)劃設(shè)計(jì)[J].鍛壓技術(shù),2013,38(4):190-192.

[2]張國(guó)兵,陳文琳,徐迎強(qiáng),等.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)蓋類制件共用開卷落料模設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].鍛壓技術(shù),2015,40(8):94-97.

[3]劉春雨,鄭 薇.汽車左右側(cè)圍外板共用落料模的研究與應(yīng)用[J].模具工業(yè),2017,43(9):42-44.

[4]李傲宏.開卷線落料模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].模具工業(yè),2014,40(2):39-41.

[5]李珠恒.汽車側(cè)圍開卷落料模設(shè)計(jì)[J].模具工業(yè),2016,42(3):25-28.

[6]王宏偉.碳素工具鋼的熱處理及其應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2006,25(8):31-32.