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淺析雙層滑塊結(jié)構(gòu)在汽車側(cè)圍外板模具上的應用論文
1 引言
汽車側(cè)圍外板的造型中，側(cè)圍外板上部與頂蓋搭接部分一般需要通過側(cè)翻邊來實現(xiàn)，但在模具設計時考慮側(cè)圍上其他孔及邊沖制的質(zhì)量問題，不得不增加一副修邊沖孔或翻邊的模具，以滿足生產(chǎn)需求。在實際設計、生產(chǎn)過程中存在以下問題。
(1)側(cè)圍外板沖模的成本為5萬元/1 000 kg，以一般中型轎車側(cè)圍外板計算，模具外形尺寸為3 500 mm×2 100 mm×1 200 mm，質(zhì)量為26 140 kg，左右側(cè)圍外板模具(2 副翻邊模)的開發(fā)費用為261.4萬元，模具工裝的開發(fā)成本很高。
(2)模具外形尺寸較大，占用沖壓車間較大的存放空間，增加車間的維護成本。
(3)生產(chǎn)過程中，需要對模具進行更換、調(diào)整，生產(chǎn)效率偏低。
(4)增加模具的沖次費用，以16 000 kN機床的一個沖次費用為8元，年產(chǎn)約10萬輛汽車，其左右側(cè)圍每年多出的沖次費用為160萬元。如何在車型開發(fā)中避免出現(xiàn)以上問題，成為側(cè)圍外板模具開發(fā)的重點，在側(cè)圍外板翻邊整形模結(jié)構(gòu)設計時，通過對沖壓工藝及模具結(jié)構(gòu)的分析，采用雙層滑塊及壓料板帶滑塊的結(jié)構(gòu)，能有效解決上述問題。
2 工藝分析
現(xiàn)結(jié)合某款新車型側(cè)圍外板的開發(fā)實例，介紹側(cè)圍外板成形工藝及結(jié)構(gòu)設計，重點說明雙層滑塊及壓料板帶滑塊的結(jié)構(gòu)及工作原理，側(cè)圍外板與翼子板接觸部位和與頂蓋接觸部位均存在避角(無法在模具的沖壓方向上進行成形的形狀)，單一滑塊無法躲避成形后的避角，導致側(cè)翻邊無法在一道工序上完成，需2副模具完成此部位的翻邊成形，將雙層滑塊及壓料板帶滑塊應用在該道工序能解決此問題。
成形側(cè)圍外板沖模主要分為4道工序：①拉深;②修邊、側(cè)修邊、整形;③修邊、沖孔、翻邊整形、側(cè)翻邊;④修邊、沖孔、側(cè)沖孔、翻邊整形、側(cè)翻邊。工序③側(cè)翻邊具體成形工藝。
3 側(cè)翻邊模結(jié)構(gòu)設計
工序③主要工作內(nèi)容為側(cè)翻邊+沖孔+修邊+整形，在側(cè)翻邊處的壓料板上安裝滑塊，下模側(cè)翻邊滑塊分兩級，滑塊作為成形主體，與翻邊鑲件8成形上部大部分的翻邊，二級滑塊在滑塊上滑動，成形側(cè)圍上部的前側(cè)翻邊。
4 雙層滑塊的結(jié)構(gòu)及工作原理
雙層滑塊結(jié)構(gòu)在下模座內(nèi)部按不同方向滑動，工作時與翻邊滑塊上的翻邊鑲件一起作用完成側(cè)翻邊，雙層滑塊結(jié)構(gòu)包含滑塊與二級滑塊�；瑝K安裝在下模座內(nèi)部，依靠壓板14固定在下模座上，安裝于側(cè)面的側(cè)滑板13與下模座上的導滑面配合導滑，控制其在下模座內(nèi)的X方向的運動，滑板7安裝在下模座上，與滑塊上的導滑板導滑，工作時滑塊在滑板7上滑動，V型滑板安裝在滑塊下部，與安裝在下模座的凸型滑板配合導正，對滑板進行精確的導向配合，彈簧8安裝在下模座上，為滑塊提供回程力，安裝在滑塊及二級滑塊上的楔形滑板與上模的插刀共同作用，對滑塊提供驅(qū)動力，安裝在下模座上的緩沖塊對滑塊完成一個沖次后返程時起到緩沖的作用。
二級滑塊安裝在滑塊的前側(cè)，依靠壓板4、滑板16、側(cè)滑板17在滑塊內(nèi)部進行運動，安裝在滑塊內(nèi)部的彈簧15對二級滑塊提供返程力。當模具零件在向上止點運動時，驅(qū)動座、二級驅(qū)動座向上運動，二級滑塊在彈簧15的驅(qū)動下按壓板4及滑塊固定的方向向后回退，因驅(qū)動座與滑塊重合距離100 mm，大于二級驅(qū)動座與二級滑塊的重合距離50 mm，所以二級驅(qū)動座首先脫離二級滑塊，二級滑塊在滑塊內(nèi)運動到位，滑塊保持不動，驅(qū)動座及二級驅(qū)動座繼續(xù)向上運動，二級滑塊隨滑塊在彈簧8的驅(qū)動下同時按滑塊的運動方向向后運動，直到滑塊與驅(qū)動座脫離，滑塊回退到位，達到躲開零件避角的狀態(tài)，側(cè)圍外板可自由取出。
5 壓料板帶滑塊結(jié)構(gòu)及工作原理
壓料板帶滑塊結(jié)構(gòu)由壓料板2、滑塊3、滑塊4三部分組成，壓料板安裝于上模座內(nèi)，按Z 向運動，滑塊3與滑塊4安裝在壓料板上，并在壓料板上按一定方向滑動，完成壓料及躲避避角的作用。
中間壓板與滑塊壓板安裝在壓料板上，與滑塊上的面導滑，起到Z向?qū)Щc限位的作用;壓料板滑板通過螺釘安裝在壓料板上，滑塊上的導滑板與其接觸導滑;緩沖塊安裝在壓料板上，對滑塊起到回程歸位的作用;限位塊安裝在壓料板上，控制滑塊的行程;楔形滑板4通過螺釘安裝在滑塊上，通過安裝在滑塊上的壓板控制其Z 向的尺寸精度，楔形滑板3安裝在上模座上，兩滑板共同作用對滑塊施加推力。
當上模座向下運動時，壓料板隨之運動，當壓料板上的滑塊型面與下模鑲件接觸后，壓料板停止運動，上模座繼續(xù)向下運動，壓料板受壓，此時楔形滑板4與楔形滑板3相互作用，推動滑塊向后運動，當滑塊型面與工序件接觸時停止運動，緩沖塊受壓，上模座繼續(xù)向下運動完成成形;當上模座向上運動時，楔形滑塊4與楔形滑塊3脫離，緩沖塊推動滑塊向前運動，躲開工序件避角，此時完成一個沖次。
6 結(jié)束語
通過對側(cè)圍外板沖壓工藝及模具結(jié)構(gòu)的分析，采用雙側(cè)滑塊與壓料板帶滑塊的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了對側(cè)圍外板避角的躲避，完成了側(cè)翻邊在同一副模具上成形。該結(jié)構(gòu)降低了模具的開發(fā)成本，左、右側(cè)圍外板的模具開發(fā)成本共節(jié)約261.4萬元，節(jié)省了沖壓車間場地的占用面積，提高了工作效率。通過實際的在線生產(chǎn)，模具很好地實現(xiàn)了零件側(cè)翻邊的成形，合格率在95%，滿足了裝車的精度要求。
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