轿车尾门内板双向翻边侧冲孔模具设计

2015-06-21黄林赵烈伟安徽江淮汽车股份有限公司技术中心

锻造与冲压 2015年14期

关键词：斜楔下模制件

文/黄林，赵烈伟·安徽江淮汽车股份有限公司技术中心

轿车尾门内板双向翻边侧冲孔模具设计

文/黄林，赵烈伟·安徽江淮汽车股份有限公司技术中心

黄林，冲压工艺主管，主要负责冲压工艺性审查、工艺文件制定及现场调试等工作，参与完成和悦、星锐及在研项目等冲压工艺审查、模具调试及工装验收等工作，获实用新型专利2项。

双向翻边侧冲孔模具在汽车冷冲压模中使用的比较常见，其设计最重要的部分是工作行程的确定，合理的行程是整个制件精度达标的保证。设计最后也要对各运动组件的行程及压料力、翻边力进行核对。

尾门内板为车身次于外板的重要内板零件，具有加强尾门外板强度的作用。尾门内板件通常有以下特点：⑴造型复杂，型面高差大；⑵涉及工序内容较多，四道工序完成零件成形，工艺排布较困难。尾门内板模具的开发主要分为五个阶段：CAE模拟分析、工艺设计、模具结构设计、模具制造、模具调试。轿车车型尾门内板因其形状复杂，成形多由5副模具完成，现为了节约白车身开发成本，提高市场竞争力，各主机厂都在推进模具的四序化工程，因此，工序内容布置难度大。

本文主要对尾门内板的模具结构设计、调试进行了叙述。该副模具包括三部分工作内容，翻边、整形、侧冲孔。考虑到尾门内板周圈翻边效果，上翻边及下翻边同时进行。

产品介绍

尾门内板材料为DC06，料厚为0.7mm，其X轴向尺寸约为1050mm，Y轴向尺寸约为1205mm，Z轴向尺寸约为190mm。该制件型面起伏较大，中间侧壁多孔，四周及制件内部均有翻边或整形，且该零件四周翻边处与中间凸出的“爪”部均与尾门外板搭接。尾门内板模型如图1所示。

图1 尾门内板模型

工序内容分析

DL图简介

DL图即Die Layout图，亦称工法图，反映了模具的工序内容，是模具结构设计的重要依据，指导模具结构设计的方向。DL图显示本序的工作内容主要包括：a、b处翻边，c处整形，d、e处侧冲孔（图2）。设计开始时需要注意的问题主要有以下几点：

⑴a处翻边与尾门外板搭接处，精度要求较高，模具结构上考虑控制回弹的翻边方式。

⑵d、e两处冲孔的方向与Y轴正向夹角约为15°，正冲无法满足冲孔精度要求，需采用侧冲孔来完成。

图2 工作内容示意图

⑶考虑模具上翻还是下翻，单向翻边还是双向翻边以及翻边整形及冲孔的先后顺序等。

工作行程的确定

翻边按变形性质分为伸长类翻边和压缩类翻边。翻边过程中，存在着回弹、翻边面起皱、开裂、料厚变薄、翻边后的制件变形与扭曲等问题。

首先考虑一次向下翻边加整形再冲孔的模具结构形式，这种类型的模具结构相对常见、工作原理简单。但通过工艺及结构人员的仔细分析，若a处翻边采用下翻的方式，产生反弹的可能性会较大，翻边效果没有向上翻的效果好，并将影响与尾门外板的包边总成精度。而b处四个“爪”的翻边、c处的整形无论从工艺、结构分析还是成形效果来说，采用向下翻的方式都相对合理。因此，确定采用周圈上翻、制件内部下翻加整形的双向翻边方式。

其次是上、下翻边及侧冲孔顺序的确定。若处理为下翻→冲孔→上翻，即上压芯与上模下行，下模氮气缸初始压力大于上模氮气缸的最终压力，如此实现下翻与冲孔动作；接着，上模部分与下托芯贴死，继续下行，与下模镶块合作实现周圈的上翻边动作。此工作顺序设计经过工艺人员分析被否定，其主要原因在于：即使下模氮气缸的压力大于上模压力很多，由于下托芯与下模未镦死，可能会有些微晃动情况的发生，无法保证冲孔的精度，且冲头易被折断。因此，工作顺序改为上翻→下翻→冲孔，即：上压芯与上模下行，上模设计的氮气缸压力接近下模氮气缸的两倍，当上模组件与下托芯贴死后继续下行，实现上翻动作；接着，上模部分与下托芯继续下行，完成下翻的动作，与下模座镦死之后再进行冲孔，并且在下托芯与下模座之间布置四个锥形平衡块，保证位置的准确，防止下托芯的蹿动，同时保护了冲头。

模具结构设计要点

由于冲孔位置在尾门内板中部高差较大的位置，若斜楔驱动座放在下模，一方面斜楔的安装座会比较高，导致安装座强度变差；另一方面，制件摆放在下托芯上冲孔，若斜楔驱动座不跟下托芯一起运动，冲孔的精度不能保证。考虑这两方面的因素后，决定斜楔驱动座安装于下托芯，斜楔滑块座则安装于上模座，内置斜楔。上、下模如图3所示。