可旋转的冲压侧翻模具技术研究

2023-11-07朱梅云安徽江淮汽车集团股份有限公司

锻造与冲压 2023年20期

文／朱梅云·安徽江淮汽车集团股份有限公司

汽车模具是实现汽车白车身造型的重要方式，广泛用于成形、冲裁、挤压等成形加工中。模具结构包括凸模、凹模、压边圈等模具主体结构，同时还包括模座、模架及制件顶出装置等。本文介绍了一种通过改变模具结构实现旋转侧翻边的技术，模具结构简单紧凑，体积小，有效解决了现有技术方案中侧翻边模具结构复杂，加工调试难度大，体积大搬运困难，并且模具开发成本高等一系列技术问题。

可旋转的冲压侧翻模具技术

汽车冲压件经常设计带有局部负角的空间几何造型，美观且利于结构装配。但是由于存在负角，必须采用侧翻边工艺及侧翻边斜楔机构来实现。传统的侧翻边斜楔机构模具结构复杂，加工调试费时费力，模具体积较大，开发成本高，见图1。

图1 传统的侧翻边斜楔机构

因此，为了解决上述技术缺陷，我公司以图2 所示的模具结构来实现侧翻边工艺，即双动斜楔模具结构。

图2 双动斜楔模具结构

侧翻模具结构原理

⑴此结构由上下两部分组成。上部分由旋转翻边凹模、旋转翻边凹模座、凹模限位挡板、固定轴、气缸、固定臂、活动臂、上氮气弹簧构成。

⑵旋转翻边凹模为圆柱形，安装在旋转翻边凹模座内，可在旋转翻边凹模座内转动；凹模限位挡板固定在旋转翻边凹模座上用于控制旋转翻边凹模不能在轴向运动，并且卡在旋转翻边凹模的限位槽中；限位槽中左右两个限位面与凹模限位挡板接触来控制旋转翻边凹模的旋转角度。

⑶固定轴固定在旋转翻边凹模座上，气缸尾部与固定轴相连，尾部可绕着固定轴旋转，活动臂固定在气缸活塞上，可和气缸活塞一起运动，固定臂固定在旋转翻边凹模上，活动臂与固定臂相连，并且部件可以互相转动。

⑷上氮气弹簧固定在旋转翻边凹模座上，其头部为球形，用于压盖板使下模复位；下部分由旋转翻边凸模、凸模限位挡板、旋转翻边凸模座、盖板、下氮气弹簧构成。

⑸旋转翻边凸模为圆柱形，安装在旋转翻边凸模座内，且可在旋转翻边凸模座内转动；凸模限位挡板固定在旋转翻边凸模座上，用于控制旋转翻边凸模的轴向运动，并且卡在旋转翻边凸模的限位槽中；限位槽中上下两个限位面与凸模限位挡板接触来控制旋转翻边凸模的旋转角度。

⑹盖板固定在旋转翻边凸模上，可与旋转翻边凸模一起转动。下氮气弹簧顶部为球形固定在旋转翻边凸模座内，用于推动盖板及旋转翻边凸模复位。上部分固定在上模座上，调整键可调节其左右方向位置。下部分固定在下模座上，调整键可调节其左右方向位置。压料芯用于压住料片，料片放置在旋转翻边凸模座上。上氮气弹簧的力量要大于下氮气弹簧的力量。

⑺为保证旋转翻边凹模在旋转翻边凹模座中转动且不从旋转翻边凹模座内掉出，需保证旋转翻边凹模在旋转翻边凹模座内的部分圆周长度至少大于半个旋转翻边凹模的圆周长。

⑻为保证旋转翻边凸模在旋转翻边凸模座中转动且不从旋转翻边凸模座内掉出，需保证旋转翻边凸模在旋转翻边凸模座内的部分圆周长度至少大于半个旋转翻边凸模的圆周长。

侧翻模具技术实践应用

⑴初始状态。上模上氮气弹簧不受力为原始长度状态，气缸带动旋转翻边凹模位于初始状态，此时凹模限位挡板与旋转翻边凹模限位槽右边限位面接触。下模下氮气弹簧推动盖板带动旋转翻边凸模旋转到旋转翻边凸模限位槽上方限位面与凸模限位挡板接触位置。此时将料片放置在旋转翻边凸模座上定位。

⑵下模复位状态。随着上模下行，上氮气弹簧对盖板施加压力且下氮气弹簧压缩，至旋转翻边凸模旋转到旋转翻边凸模限位槽下方限位面与凸模限位挡板接触位置，且盖板与旋转翻边凸模座接触，此时旋转翻边凸模顶部型面与旋转翻边凸模座顶部型面平齐，且与料片接触，下模完成复位，然后压料板压住料片。

⑶旋转侧翻边状态。上模下行，旋转翻边凹模接触料片开始侧翻边，需保证旋转翻边凹模两触料点同时接触料片。上模继续下行旋转翻边凹模在上模力的作用下在旋转翻边凹模座内旋转并将料片侧翻边成产品负角状态。此过程中旋转翻边凹模的旋转带动固定臂一起旋转，同时带动活动臂及气缸的活塞往气缸外运动，上氮气弹簧继续压缩。至旋转翻边凹模左边限位面与3 凹模限位挡板接触，此时旋转侧翻边结束，模具到底。

⑷回程状态。上模上行，压料板上行，上氮气弹簧及下氮气弹簧压力释放恢复弹簧原长，下模下氮气弹簧将盖板带动旋转翻边凸模在旋转翻边凸模座内旋转到旋转翻边凸模限位槽上方限位面与凸模限位挡板接触位置，此时旋转翻边凸模翻边处负角旋转成非负角，保证侧翻边后带负角的零件能从下模中顺利取出。

⑸上模气缸接入空气将气缸活塞收缩到原始状态，并带动固定臂及旋转翻边凹模旋转到旋转翻边凹模右边限位面与凹模限位挡板接触，上模部分恢复到初始状态。上述连续完整动作，依此可实现一个可以旋转的侧翻边方法。

图3 为侧翻技术实现的白车身冲压件。