旋轉斜楔機構在翼子板外板翻邊模中的應用

文/寇全真，冉英超·長城汽車股份有限公司

旋轉斜楔機構在翼子板外板翻邊模中的應用

文/寇全真，冉英超·長城汽車股份有限公司

據統計，汽車上60%～80%的零件是用沖壓工藝生產的。而汽車車體覆蓋件模具的設計和制造是整個汽車行業中最關鍵的部分，也是占用汽車開發周期最長的部分。因此，縮短汽車車體覆蓋件模具設計與制造周期對于提高汽車的開發和設計都具有重要的意義。

零件工藝分析及翻邊斜楔簡介

圖1 翼子板局部斷面

汽車翼子板外板屬于典型的汽車外覆蓋件，其外觀質量要求較高，不允許有拉毛、褶皺、凹坑、凸點等影響外觀的缺陷產生，而且與機蓋、車門、側圍等其他覆蓋件相銜接，搭接處必須平順，不能出現面差及棱線不順現象。與發動機罩搭接處，為保證與發動機罩運動不干涉，翼子板的上部一般為下沉結構（圖1a），在沖壓方向下形成負角不能直接成形（圖1b）。因此，在保證產品零件具有較高的外觀質量、良好剛性及精確結構尺寸情況下， 確定該零件的沖壓工藝為：落料→拉延→修邊沖孔→翻邊整形→側翻邊側整形。

產品結構決定沖壓工藝，翼子板后部的內凹結構，沖壓時產生成形負角，必須通過斜楔機構將壓力機滑塊的垂直運動轉換成斜楔的非垂直運動來實現。在傳統的模具設計中，內凹結構的成形一般采用雙向斜楔機構來實現，如圖2所示。

圖2 雙向斜楔機構

雙向斜楔機構具有加工容易、質量穩定、維護保養方便等特點，可較好的解決負角成形問題。然而為保證翻邊后制件取出以及模具翻邊鑲塊強度，雙向斜楔機構尺寸往往都比較大，需要更大尺寸的壓力機。同時，雙向斜楔機構運動軌跡基本與產品平行，行程受產品結構限制，從而造成制件成形困難或不易從模具內取出，制件出現磕碰，生產效率降低，給沖壓生產帶來諸多不便。本文采用旋轉斜楔機構很好地解決了以上問題，取得了較高的經濟效益。

旋轉斜楔機構運動原理及模具結構

旋轉斜楔機構由旋轉斜楔支座、旋轉斜楔凹模、驅動裝置、滑動成形凸模等幾部分構成。根據驅動結構的不同分為側拉式和下拉式，如圖3所示。旋轉斜楔機構工作時，凹模在旋轉斜楔支座的半圓形凹腔內繞斜楔旋轉中心軸往復轉動，配合滑動成形凸模對產品負角部位進行成形。

圖3 旋轉斜楔機構

旋轉斜楔側翻邊模具的應用

某款車型的翼子板，其結構比較復雜，與發動機罩配合部位成形較深，考慮到模具的結構與空間布置，對于負角部位采用下拉式旋轉斜楔翻邊，如圖4所示。

旋轉斜楔的驅動形式一般采用氣缸驅動。旋轉斜楔的成形過程可分為四個階段：

⑴壓力機滑塊下行前，氣缸頂起，旋轉斜楔凹模處于初始位置。此時制件能夠自由放入模具，以制件的型面進行初定位。

圖4 翼子板側翻邊處旋轉斜楔

⑵壓力機滑塊下行時，滑動成形凸模下壓旋轉斜楔驅動板，帶動旋轉斜楔凹模旋轉。當凹模轉動到鎖緊位置后，凹模處于工作位置，與此同時壓料器將制件壓緊在旋轉斜楔凹模上進行精確定位。

⑶壓力機滑塊繼續下行時，滑動成形凸模在壓力機滑塊下行與驅動導板的作用下向前運動，在滑塊到達下死點時，滑動凸模完成成形動作。如果此時凹模處于工作位置，因制件結構存在負角，制件將不能從模腔內取出。

⑷滑塊上行后，施加在滑動成形凸模上的壓力逐漸卸載，滑動成形凸模退回并隨上模上行，旋轉斜楔凹模通過氣缸頂起回復到初始位置，避開制件的負角結構，制件順利從型腔內取出，完成了整個沖壓過程。

雖然旋轉斜楔設計較為容易，但對加工制造工藝要求較高。旋轉斜楔翻邊結構與普通雙向運動斜楔翻邊結構比較有許多優點：⑴模具結構相對簡單；⑵旋轉斜楔結構緊湊能夠有效減小模具尺寸，降低成本；⑶不存在退料行程問題和結構剛性問題；⑷根據翻邊的需要可以選擇任意沖壓方向；⑸翻邊部分與模具托料部分的拼接非常光順，零件上無明顯壓痕，沖壓質量得到顯著提高。

該模具自投入使用以來已安全生產三十余萬件，除正常模具保養外未發生過任何質量問題，模具運行可靠，顯著提高了經濟效益。

結束語

目前，制件的負角結構大都依靠復雜的多斜楔機構聯動來實現模具工作部分對零件的成形與讓位，從而實現制件生產。這樣造成整個模具結構十分復雜。本文側翻邊模具結構采用一種新型的結構—旋轉斜楔側翻邊，這種結構不僅使模具結構大大簡化，而且降低了模具制造成本，提高了產品品質，在類似產品結構中具有較高的借鑒意義。