轿车发动机盖通用化开卷落料模具

文/黄林，陈馨·安徽江淮汽车股份有限公司技术中心

轿车发动机盖通用化开卷落料模具

文/黄林，陈馨·安徽江淮汽车股份有限公司技术中心

黄林，冲压工艺主管，助理工程师，主要从事汽车冲压工艺审查，模检具图纸会签及验收，冲压件品标文件编制，冲压工艺文件编制及冲压零件现场工艺调试等工作，参与江淮和悦、星悦、新骏铃等车型冲压部分工作，拥有4项专利。

本文通过对汽车发动机盖的特点进行分析，介绍了发动机盖落料工艺，并重点对自动调节定位式轿车发动机盖落料模具设计进行了讨论。本文将传统的发动机罩落料模定位方式和自动调节式定位分别作了论述并进行对比，并从制造、维护成本、操作性、通用性等方面总结了两种定位方式落料模具的优缺点。自动调节式发动机盖落料模可实现多款车型发动机盖落料模的共用，满足了模具的通用化要求。

随着汽车工业的发展，人们对汽车制造工艺的认识愈来愈深入，要想制造出高质量的汽车就必需有先进的设备和工艺来保证。在过去，落料模在汽车覆盖件开发的冲压模具中所占比例较少，这是因为模具工装成本较高，冲压模具投入在整车开发费用所占比例较高，汽车制造企业为减少前期的一次性投入，减少了落料模具的开发投入，导致后期板料的成本增加。

不同类型的轿车发动机罩落料模具的工作内容基本一致，主要区别在于：板料弧形切断刃口整体弧度的大小和板料的宽度（图1）。现阶段，每款车型的发动机盖基本上都有对应的落料模具，或者通过手动调节定位块实现有限几款车型之间共用，但整体通用性不高，不利于研发成本的控制。因此，为提高模具及板材的利用率，必需更改模具结构，增强同类模具的通用性。本篇论文分析了自动调节定位式落料模在汽车行业的应用现状，论述了现有普通落料模及自动调节定位式落料模的结构形式、工作原理及两种落料模具的优缺点，并举以实例说明。

图1 坯料形状

自动定位式落料模应用现状

开卷落料模在大型汽车企业中应用非常广泛，不仅提高产品质量，减少磕碰划伤，且能减少人工劳动强度，提高生产效率。而定位自动调节式的开卷落料模在汽车冲压模具中尚不多见，只在板料摆剪机上会应用到手动数显机械式的定位装置，与本文所述的自动调节定位式相同之处在于定位的切换不需要通过拆装固定定位块，不同之处在于手动数显机械式定位装置需要手动调节，而本文所述定位切换只需通过PLC终端选取所需定位块运动行程。目前开卷落料模普遍的定位方式还是固定定位块，通过拆装固定定位块来实现不同规格板料落料的切换。自动定位式开卷落料模在普通开卷落料模的基础上对定位方式优化，减少了换模次数及定位切换时间。

落料模应用

开卷落料模具可实现少废料或无废料排样，发动机盖落料模的设计通常情况下都属于无废料排样。下面对本文所述发动机盖开卷落料模的应用进行详细叙述。

图2为发动机盖形状，根据CAE分析得出所需要坯料的尺寸形状，如图3所示。获得大批量坯料形状的两种方式为激光切割和落料模。激光切割在长期大批量生产的前提下，成本累加后要比开发一套落料模具更高，且外板件板料经常转运容易引起划伤影响外观。因此，使用开卷落料模生产坯料更合适，图4为开卷落料示意图。

图2 发动机盖

图3 CAE分析坯料形状

图4 开卷落料示意图

普通落料模

图5 普通落料模下模

如图5所示，普通开卷落料模中，卷料通过开卷装置按照一定的步距运送到压机工作台的落料模上，通过弧形刀块将固定宽度的卷料切断，落下所需的成形坯料。落料模上具有导向定位作用的定位装置可以保证板料顺利、精确的向前运送。定位块安装在固定座上，可在台面上选择2个或者更多位置用螺钉固定，适用于不同宽度的板料落料过程的定位。

而另外6个定位块安装台预留用于更宽的板料定位，如此，该副落料模可以用于4种不同规格料宽且落料弧度一样的板料开卷落料。

图6 普通落料模定位装置（一侧）

图7 自动定位式落料模下模

图8 自动调节定位装置（一侧）1-定位块 2-电动执行器 3-线性导轨 4-定位块5-定位块 6-线性导轨

自动调节定位式落料模

自动调节定位式落料模则是将同一侧的三个定位装置安装于同一条连接板上，连接板与定位块重力中心的下方安装一个电动执行器，连接板的两端下方固定在两根线性导轨上。电动执行器的另一头通过电缆连接控制器接入PLC终端（电缆长度可选）。在模具装夹完成之后，在PLC终端输入定位块所需要移动的行程(即两次板料宽度之差的1/2），定位块及连接板通过电动执行器的驱动，达到设定的位置停止并锁紧。两端的线性导轨一方面起到支撑定位块及连接板并保持平衡的作用，另一方面起到导向作用，让定位块及连接板运动起来更顺畅，如图7、图8所示。

需要切换其他料宽的板料时，只需在PLC终端选择电动执行器的运动行程，两侧的定位板与连接板同时运动到预定的位置锁紧，对向前送进的板料进行定位、导向。由于定位块可以在任意位置停止锁紧，因此模具可适用于相同弧度、料宽在电动执行器运行到最内侧和最外侧范围内的任意一个宽度。

自动定位式落料模优缺点

自动定位式落料模的优点：

⑴由于自动调节式定位可以在电动执行器行程范围内任意位置锁紧，其通用性高，弧度一样的坯料均可落料，总体上节约了模具开发成本。

⑵模具通用性提高，节约了换模时间。

⑶依靠PLC控制器控制定位位置，相对螺钉固定的定位块切换简单。

自动定位式落料模的缺点：

⑴自动调节定位机构由2个电动执行器和4个线性导轨组成，因此对于单副模具来说，成本相对较高。

⑵开卷落料线需要有PLC终端控制器，用于存储、切换电动执行器行程。

⑶生产机床距PLC终端距离不能太远，线缆较长可能会对生产造成不便。

⑷自动化机构相对于传统螺钉固定定位块发生问题概率要大，维修相对较难。

结束语

通过对落料模定位的改变，实现了多种料宽规格的落料共用，减少了模具开发成本，提高了生产效率。此类型结构还可用于其他车身冲压件落料模具，以及其他行业冲压模具，对模具通用化是一个很好的启发。

图9 生产现场落料模