卡车玻璃导轨槽模具设计

2020-03-18刘焱，张懃，汪鑫

模具制造 2020年1期

关键词：凹模凸模制件

刘焱，张懃，汪鑫

湖北随州市齐星模具公司（湖北随州 441300）

1 玻璃导轨槽简介

图1所示的玻璃导轨槽形状细长且窄，导轨的断面形状完全一致，从截面看呈T字型，槽宽22.6mm，翻边高度一边17mm，一边20.8mm，翻边上的两条方筋外形为4.6×3mm，制件成半封闭状态。导轨材料为DC04，料厚0.8mm。

玻璃导轨槽是汽车车门玻璃升降时的导向零件，在其前方、后方和上方各有一件导轨导向，左右车门共6个部件。玻璃导轨槽是一个很复杂的冲压零件，零件整体形状呈3D立体形状，外形细长狭窄，如图1所示。

2 玻璃导轨槽的现状及工艺方案

目前玻璃导轨槽的主要成形方法有滚轮滚弯成形和冷冲模压制成形等方法，从导轨的截断面形状看，比较适用滚轮滚弯成形方法，但由于导轨呈三维立体形状，尤其是上导轨其纵向曲率变化很大，各处曲率半径不一致，用滚弯很难控制其形状和回弹。

用冷冲模压制，主要分为3工序，如表1所示，第一工序翻边成形U型槽；第二工序侧压成形一边的方形筋；第三工序侧压另一方的方形筋（见图2）。如果导轨槽形状过于复杂，还须在第一工序翻边成形U型槽之前加预弯工序（见图3）。

表1 导轨槽成形3工序表

图2 一般导轨槽模具结构

图3 形状较复杂导轨槽模具结构

这种压制方法可以很好的成形零件，并解决取件难的问题，不过这种成形方法工序过多，实际操作起来不方便。另外在侧压翻边成形两条方筋时，工件必须侧放，而导轨槽翻边较高，最短的地方也有17mm，为了保证制件成形，这就导致翻边凸模下方会有很大的悬空。同时为了保证制件的顺利取出，凸模和制件之间必须留3.5mm以上的间距。这样就会使成形凸模较薄且工作部位悬空，很难保证凸模的强度。而且这种成形结构一副模具只能成形一个零件，6个导轨槽就需要6副这样的模具，成本很高。另外制件侧压的时，由于方筋还未压出，没有型面可以定位，所以制件定位不稳定，有可能会造成成形缺陷。所以急需一种新的成形方法，克服这些困难。

3 玻璃导轨槽的改进方案及工艺分析

通过对零件形状的分析发现，导轨槽两边形状除了翻边高度有所不同之外，其他完全一样，而此类零件成形的最大难点一个是定位问题，另一个是成形之后取件困难，如果能够先将导轨槽两侧方筋先成形出来，然后在翻两边正翻边，是否就可以解决这个件的成形难点。按照这个思路，先将导轨槽展开成近似W的形状，让导轨槽中间U型槽平面凸起，这样就可以将两侧小方筋展开至可以从正面直接成形，展开后的料片两头用定位销固定，前后方向用定位靠板固定，如图4所示。然后第二工序成形时直用第一工序成形好的形状定位，并直接成形U形槽，如图5所示，这样就可以顺利解决定位问题和取件难的问题。

图4 先成形W形状

图5 成形U形

改进后的工艺可以较好的成形该零件，工序的减少可以减少操作时间，减少时间成本。同样采用联合安装模具，这种方案就可以将左右件的零件同时放在一副模具上进行成形，这样就达到了减少模具的数量，同时减少机床的使用数量的目的。从时间和使用方面来降低零件的生产成本。从另一方面改进模具的结构，加强了凸模的强度，减低模具的损伤风险。本模具通过销定位和外形定位，可以避免零件移动，规避风险。

根据上述分析，玻璃导轨槽模具结构设计时，首先要确定如下几个问题：

（1）在模具工作时OP10工序的凸模和凹模的部分区域的强度可能存在风险，在模具制造时采用Cr12MoV材料生产凸、凹模，由于凸、凹模较长需要分成几个较小的镶块，并在模具工作部位进行淬火处理，提高模具硬度，如图6所示。

图6 新工艺下模平面图

（2）在模具设计时，OP10工序中的凸、凹模，OP10工序的模具成形两侧方筋，这时需要先成形一个类似“W”的形状。在两侧方筋成形时需要充分考虑两侧方筋的角度，同时还要计算翻边面和筋的角度。

（3）为了精确地完成工艺要求，在OP10工序中采用了销定位和定位板的结合的方法，来提高定位的准确性：在OP20工序采用销定位和外形定位结合的方法来完成制件的定位。

（4）第二工序成形U形槽时，制件有很大概率会包在凸模上无法退件，所以上模必须做退料装置，如图7所示。

图7 上模退件装置

另外本模具结构主要适用于大型卡车的玻璃导轨槽，卡车的上导轨擦幅度较小。而在一些微卡或小型卡车上的导轨槽曲率较大，在弯曲幅度大的制件成形时，导轨槽翻边时翻边的面会有纵向的压应力，会使制件产生皱纹，就需要在料片的两边进行开口设计，如图8所示。

图8 展开料片须开缺口减少起皱

不过对于形状更复杂的尖头微卡和小型卡车上的玻璃导轨槽，用本结构回弹还是很大的，建议还是用侧压的方式成形较好。

4 模具结构

玻璃导轨槽成形模具结构如图9所示，整体模具较为简单，模具采用联合安装的方法，将左右件的模具安装在同一副模具上。模具上半部分由上模座1、左导轨槽凸模3和凸模7、凸模13和凸模12构成；模具下半部分由下模座2、凹模5和凹模6、凹模14和凹模15构成。其中所有凸、凹模长度过长必须分成几个镶块用螺钉固定在模座上。凸、凹模是工作部位的对镶块的应度要求较高，所有镶块采用Cr12MoV并采用淬火56HRC以上，上下模座由铸造而成一般采用HT300。

模具工作过程：模具安装后，机床滑块带动上模上升，模具处于打开状态时，把料片放在凹模上，用销和定位板3、11定位，滑块下行，凸模下行将料片压制成形。机床滑块带动上模上升，模具处于打开状态时，然后取出压制件放入凹模上，滑块下行，凸模下行将料片压制成形，然后上模上行，同时退料弹簧6、8伸长将退件顶杆5、7下压，制件受向下的压力脱离凸模，取出成形好的制件。