某汽车车型前围骨架修边模设计

　　摘要：修边模是将经过拉延，成形，弯曲之后的工件的边缘及中部实现分离，为翻边和整形准备条件，修边模修边往往兼冲孔。本文通过分析某汽车车型前围骨架结构特点，根据工厂生产时所使用的冲压设备，确定修边模结构形式及间隙，进一步进行模具的顶出器、凸模、凹模及辅助零件的结构设计。

　　关键词：覆盖件；修边模；设计

　　中图分类号：F407.471         文献标识码：A           文章编号：

　　A vehicle models QianWei skeleton trimming mold design

　　LIN Zuzheng   HU Yihua

　　(Lushan college of Guangxi University of Technology, Liuzhou,545616)

　　Abstract: Trimming modules are will pull through delay, forming, bending of the edge of workpiece after and central separated, for flanging and plastic ready to conditions, trimming mould trimming often and punching through analysis of a vehicle models QianWei skeleton structure according to the characteristics of production factory use when stamping equipment, determine the structure form and trimming clearance, further the ejector tool is the punch concave die and auxiliary parts of the structure design

　　Keywords: the sheet metal; Trimming mode; design

　　修边模是将经过拉延，成形，弯曲之后的工件的边缘及中部实现分离所用的冲裁模，为翻边和整形准备条件，往往兼冲孔。其与平面制件的落料、冲孔模主要的区别是：经过加工变形后的冲压件形状复杂；分离刃口所在的位置是任意的空间曲面；冲压件通常存在不同程度的弹性变形，分离过程通常存在较大的侧向力等。该制件是某车型前围骨架，半封闭的“U”形件，零件凸缘部分并不严格平坦，成形时并不是按照一定的曲率或角度进行，且底部还有凹槽，形状相对复杂，成形后要求表面平整光滑，无翘曲、褶皱、裂纹等缺陷。

　　1．修边模具结构形式以及间隙的确定

　　该制件经过拉延后，形状十分复杂，分离刃口分布在空间曲面上，制件的表面质量和周圈的修边精度没有很高的要求。零件内孔平面与冲压方向垂直，除了零件侧壁的立边外，修边线比较平直，所以模具可以采用垂直冲孔修边的结构形式。采用垂直修边的冲压方式避免了采用斜楔滑块机构，结构较简单，减少了设计制造时间和难度，缩小模具结构尺寸，降低模具成本。本制件有内凹槽，为适应制件的大批量生产的需要，本模具设计了制件气动托起装置。制件在修边后，由于设置在模具内的气缸将其托起，以便取出，而实现机械化、自动化生产。

　　本套模具的冲裁板厚为1mm，在保证工件尺寸精度要求和满足剪切面的质量要求前提下，考虑模具寿命，模具结构，冲裁件尺寸和形状，生产条件等因素综合分析，查阅相关设计手册，得：双面间隙最小值为0.1mm, 最大值为0.14mm，取0.12mm,则单面间隙值为0.06mm.

　　修边模冲压工艺

　　2.1 模具冲压方向的确定

　　冲压方向的确定是汽车钣金件工艺设计的关键一步，考虑到凸凹模刃口强度，刃口有效厚度的绝对值和相对值，尽量避免锐角修边，按照制件的功能及精度要求，确定修边方向，使偏差控制在允许范围内，以保证和提高产品的使用性；根据模具的经济性，用什么模具进行冲压件的生产，能获得最好的生产经济效益，确定模具的冲压方向。如图1所示：

　　图1

　　2.2 模具安全平面设置及尺寸

　　每套模具必须设置4处安全平面（空间不允许时可仅设2处），且设置在明显处

　　图2

　　安全平面尺寸：

　　模具类别特大型大型中型小型

　　A×A150×150150×150150×150120×120

　　表1

　　注：1.中型模具空间有限时可设成120×120或120×150；

　　2.上下模安全平面在闭合状态下相距110。

　　由于本套模具为中型尺寸模具，空间不允许，只能取A×A=120×120，且只设了两处安全平面。

　　图3

　　3．模具结构设计

　　3.1顶件器的设计

　　经过加工变形后的冲压件，一般都存在不同的程度的弹性变形，而且这种弹性变形在模具设计、制造中要想控制和消除是很困难的。由于弹性变形的结果，使冲压件与理想形状的模型制造的定位器的定位面不相贴服，从而导致修边冲孔尺寸的不稳定，空间修边制件会移动，因此为保证冲压件的质量，在确保定位可靠的情况下利用卸料板将制件强行压服到凸模上，使制件不能产生位移。

　　修边模要定位稳定准确，工作时工件紧贴凸模不晃动，顶出器必须严格导向，起到修边前压料和修边后退料的作用；压料板应与制件空开0.5mm，使制件修完边后不被卡住，并减少加工面。

　　综上所述，本套模具的顶件器的导向利用导板导向式，在上模座和顶件器之间安放耐磨板，以起到导向作用。如图4所示：

　　图4

　　3.2 凸模的设计

　　凸模与底板有整体式和分块式两种结构。由于凸模使用的材料为价格比较昂贵的ICD-5.所以采用镶块式即凸模与模座分离的结构更为合理，并且容易拆卸修整。凸模的修边形状根据修边线确定。为避免坯料中零件部分变形，凸模型面需按制件形状加工。如图5、图6所示。

　　图5

　　图6

　　3.3凹模的设计

　　为节省材料，方便加工，修边凹模一般采用镶块形式。且在镶块交接处使相邻两镶块刃口错开，高出的刃口可以与废料刀剪断废料，方便废料排出。考虑到这一点，冲压工艺过程图上废料刀刃口线也就是凹模镶块刃口线，镶块根据这些刃口线分块。同时考虑到镶块长度不超过350mm，且由于凹模高度差较大，边表面复杂修，于是将修边镶块底面做成阶梯形状。本设计镶块布置如图7、图8所示。

　　图7

　　图8

　　凹模镶块工作时受到很大的侧向力，因此安装镶块时需要紧靠在模座上，为减少加工量，镶块固定座侧面局部凸出，仅加工这些凸出部分。

　　3.4辅助零件的设计

　　为了使凸模进入凹模后受力均匀，同时避免碰撞，且防止倾斜而导致凸凹模加速磨损，必须在凸模和顶尖装置之间设置平衡垫块、到底垫块及进行起重装置-吊耳、限位拉杆、起重棒、导向耐磨板的设计。

　　4.结束语

　　图9 模具结构图

　　如图9所示，上模合模前，压料板在自重及弹簧的压力作用下有下落的趋势，工作侧销限制其下落；坯料为前道拉延工序的拉延制品，靠其形状贴合在凸模镶块上定位，放好坯料后，上模座在压力机上滑块的作用下开始下行，其运动靠导柱导套导向；顶件器随之一起下行，下行至一定程度，顶件器接触到坯料后不再下行，顶件器与上模座有相对运动，靠导板导向，顶件器开始在弹簧作用下起压料作用；上模继续下行25mm，凹模镶块上与废料刀对应的刃口开始冲裁坯料，此时，缓冲装置已经与上模座接触，起缓冲作用；随下模继续下行，凹模镶块修边开始全面与凸模刃口接触修边，此前冲下的废料也开始与废料刀接触，废料被切开,冲裁过程结束；上模开始回程，顶件器在弹簧的作用下把制件顶出凹模，贴紧在凸模上的工件由气缸顶出再由人工取出修边废料经过废料滑槽排出模具外。

　　参考文献

　　[1] 卢险峰等．冲压工艺模具学．北京：机械工业出版社，1998．5

　　[2] 《现代模具技术》编写委员会. 汽车覆盖件模具设计与制造. 北京：国防工业出版社，1998.1

　　[3] 姜奎华主编. 冲压工艺与模具设计.北京： 机械工业出版社，2000.5

　　[4] 居襄等.汽车车身板料冲压成形分析与模拟．汽车工程．1996（4），249～256

　　[5] 曹颖等．拉伸／收缩翻边过程的修边线预示．工程力学．2001（4），35～40