浅析车身翼子板废料排出技术

2016-06-21李君君天津汽车模具股份有限公司

锻造与冲压 2016年2期

文/李君君·天津汽车模具股份有限公司

浅析车身翼子板废料排出技术

文/李君君·天津汽车模具股份有限公司

翼子板是汽车车身中遮盖车轮的车身外板，其与侧围外板、发动机盖、车门、前保险杠等诸多制件搭接，所以翼子板制件形状复杂，对于模具设计、制造而言难度极大，常见翼子板结构如图1所示。翼子板修边序模具中，工作内容一般为正向修边、侧向修边和冲孔，由于废料的切断、变形、旋转等诸多因素的影响，决定了翼子板修边序废料的排出难度很大。因此，在前期模具设计阶段，根据翼子板的每块废料的不同特点，需要不同的设计原则和方案，以便后期生产制造过程中废料的更好排出。

图1 常见翼子板结构

废料的排出原则

废料道的滑料角度

通常情况，废料道的滑料角度一级≥20°，二级≥15°，如图2所示。当滑料角度15°≤α＜20°时，滑料板可以使用滤油网板，以满足废料的排出。

图2 废料道倾角

废料道的滑料空间

废料尺寸包括最大对角线尺寸S及废料高度尺寸H（指最大高度尺寸），如图3所示。废料的大小及下落轨迹决定滑料通道平面空间的大小。废料高度尺寸的大小，决定模具内滑料通道高度空间的大小。

图3 废料尺寸

废料道的空间尺寸，需要大于废料自身的形状落差尺寸，才能保证废料的顺畅排出。过桥处的废料必须要保证修边镶块高度空间能满足流料要求，一般高度空间＝废料高度+50mm，最小高度空间为100mm，如图4所示。

图4 修边镶块滑料道最小高度空间

废料道的宽度方向在结构允许的情况下，需要考虑废料旋转至横向后两边空档在25mm以上。当结构所限时，滑料道宽度应该小于料片旋转45°所需宽度。废料的滑料空间对滑道宽度方向的要求，如图5所示。

图5 废料的滑料空间对滑道宽度方向的要求

辅助落料装置

弹顶销辅助落料装置（图6）设置原则：⑴一般情况安装在尽量靠近上模刃口处，需要废料一侧先下落处；⑵修边线复杂的情况下，刃口卡料时选用；⑶压料芯压料前，顶销不能接触板料。

图6 弹顶销辅助落料装置

废料搭在废料刀上或发生卡料，应使用气缸辅助落料装置强制顶出废料，如图7所示。强制顶出废料设计原则：⑴气缸顶出，不能偏心，且不能与型面干涉；⑵托料架和气缸接头联接位置，必须防转。

图7 气缸辅助落料装置

翼子板修边废料排出的设计要点

翼子板修边序废料的排出难度大，根据翼子板的每块废料的不同特点，在前期模具设计阶段需要考虑不同的设计原则和方案，以便后期生产制造中废料的顺利排出。

翼子板排废料难点分析

翼子板大灯处一般为正修边与侧修边交刀，在切断废料的时候会对废料拉扯使废料变形，增大了废料排出的难度，并且在废料滑落的过程中，废料会发生转动，从而导致此处废料很难从下模大镶块的开口处流出。翼子板与机盖搭接处，通常为侧向修边，由于翼子板与机盖搭接处造型曲度落差大，废料常常卡住，造成排料不畅。翼子板与A柱搭接处，废料区域曲度落差大，并且通常为正修边与侧修边交刀，在切断废料的时候会对废料拉扯使废料变形，增大了废料排出的难度。翼子板轮罩处，废料特点是尺寸较大，造成排料不畅主要有以下原因：⑴当下修边镶块与废料刀刃口相对时，大尺寸废料排出时与下修边凸模刃口相对，排料难度大；⑵当下修边镶块与废料刀刃口相背时，废料的顶出与上模带废料问题，造成排料困难。

修边镶块刃入量

翼子板与机盖搭接处及翼子板轮罩处容易发生卡料（图8），它们有个共同的特点，那就是一般存在两把废料刀刃口相对的情况，所以容易卡废料。在设计的时候，一般会将上模修边镶块的刃入量加大至12mm，并且需要在易卡料的两侧，做出刃入量7～12mm的过渡区域，把废料顶到刃口以下，防止废料卡在下模废料刀和修边刃口上，保证废料的排出，镶块刃入量如图9所示。

防上模吸废料措施

翼子板轮罩处，修边序工艺一般会有废料刀刀背相对的情况，在冲裁后回退（修边凸凹模刃口分离）过程中，上模修边镶块刃口相对区域，往往会将废料带起，如图10所示。

遇到这样的情况，我们在设计的时候有以下几种设计方案，可以有效解决上模吸料的发生。

图8 易卡料位置

图9 镶块刃入量

图10 废料刀相对时上模易带起废料

⑴压料芯上靠近刃口10mm距离，高于符型面2mm处设计出压废料符型区域。这样的设计，可以使得在完成一次冲压后，上模镶块在机床上滑块的带动下向上运动，而上压料芯在一定的行程内，依然可以压住此区域的废料，从而使废料脱离上模修边镶块刃口相对区域，防止上模吸废料的情况发生，如图11所示。

⑵在工艺设计的时候，在废料刀区域设计出吸料筋，如图12所示。此种设计方案为废料切断之后通过吸料筋，使得废料变形缩短，从而使废料脱离上模修边镶块刃口相对区域。

图11 压料芯上设计压废料符型区域

图12 废料刀区域设计吸料筋

气缸顶出废料

翼子板修边序废料能否顺利流出至关重要，当一些废料无法自由排出时，需要使用气缸辅助把废料顶出至滑料道上，如图13所示。

当存在两个以上下模修边镶块刀背相对时，如翼子板轮罩处及翼子板与机盖搭接处，工艺排布时一般存在相邻废料刀背对刀背，且呈平行或锐角的排布，这种情况下冲裁下来的废料，会留存在两把废料刀背上，很难直接进入滑料道。为此，在模具设计的时候，会设置一个气缸托料架，把废料顶出至滑料道上，如图14所示。

图13 气缸辅助顶出废料

图14 设置气缸托料架

当废料形状复杂时，如翼子板修边序，在大灯处一般为正修边与侧修边交刀，在切断废料的时候会对废料拉扯使废料变形，增大了废料排出的难度，并且在废料滑落的过程中，其自身会转动，从而此处废料很难从下模大镶块的开口处流出。在模具设计时，在下模大镶块大灯处，沿有利于废料流出方向安装一个侧推气缸，气缸上安装托料架，如图15所示。由气路控制气缸，在废料切下后把废料沿开口方向侧向推出，使废料顺利流出机床。废料排出后，在下一次冲压之前气缸回退到原位置。

气动推料机构由气路控制气缸，气缸带动托料架，在废料切下后把废料沿制件开口方向侧向推出。废料排出后，在下一次冲压之前气路控制气缸带动托料架回退到原位置。气路提供此过程中的驱动力并控制气缸运动的周期，气缸控制废料推出的行程，整个过程中尽量控制废料的流出方向，更简单、快速地排出废料。这种气动推料机构，结构简单、紧凑、合理，通过气路控制工作，能使废料顺利流出机床，有效地解决了翼子板大灯处废料的排出。