翼子板模具結構的改進

沖壓模具內部壓力源通常都為彈簧、氮氣彈簧等彈性元件，不與沖壓壓力機相關聯，具有獨立性，便于模具安裝與調整等。本文主要討論的模具內壓力源是采用壓力機上氣墊與上打桿組合的形式，下文以公司某一車型的翼子板模具為例。

原模具結構

圖1 上模圖

翼子板因前期設計開發時，上模壓料芯內壓力源采用壓力機上氣墊與上打桿組合的形式（圖1）。模具上模本體上的打桿定位孔（圖2）是通過設計等共5道工序及工藝制造出來的，因其母材為灰鑄鐵，硬度較低，長期使用后，上模孔極易由圓孔變為不規則孔（圖3）。

圖2 上模本體結構改造

圖3 上模定位

因為模具打桿定位孔失圓，使用精度降低，所以給沖壓生產、設備、工裝均帶來相關的影響：⑴每次安裝模具時，在壓力滑塊下行到一定高度后，需要人工通過外物來糾正打桿位置，使其滑塊下行后能順利進入滑塊墊板讓位孔內；⑵由于打桿位置已不能維持其在模具上的垂直度，不僅導致滑塊墊板的讓位孔由圓孔變為不規則孔，而且打桿在長期使用受力后發生彎曲變形，由此卡在上模座的孔內，無法順利取出；⑶由于打桿位置不穩，造成氣墊對模具的壓料力不均，影響制件的產品質量。

圖4 打桿套與打桿剛性摩擦產生影響

一次改進后模具結構

針對上模座打桿孔變形所造成的影響，本公司經過分析后，對上模本體進行了局部加工，由原來直接制出改為鑲套式，增加硬度，避免了打桿與模座的直接接觸而導致的模座孔變形問題（圖3）。

對上模本體結構改造后，基本解決了打桿的定位問題，也緩解了模具原先結構帶來的產品變形質量問題。但是，經過一段時間生產后，又出現了打桿套與打桿的剛性摩擦，因此導致了打桿套與打桿出現不同程度的損壞（圖4）。需要經常拆卸下來更換，無形中增加了維護成本；同時它們之間的摩擦產生的鐵屑經壓料芯與上模座間的空隙掉入下模，這樣生產中制件就出現坑包，影響產品的外觀質量，增加了制件的返修成本，綜合考慮這樣的結構不利于生產。

二次改進后模具結構

為了從根本上解決問題，將模具內的壓力源改造為氮氣彈簧。通過對上模內部結構空間的測量分析及結合翼子板翻邊形狀所需壓料力，再結合壓料芯形狀及壓力機噸位來綜合考慮氮氣彈簧的選型與實際布置，充分利用上模原有孔的位置來實施氮氣彈簧的布置（圖5）。

經過改造后成功解決了沖壓實際生產問題，也解決了沖壓件質量不穩定的問題。

圖5 改造前后氮氣彈簧結構

圖6 串聯式結構

后期模具設計開發結構

建議考慮模具與壓機滑塊墊板的組合并用氮氣彈簧源的結構。

滑塊墊板改造

內部安裝通用型、緊湊型氮氣彈簧，結構串聯式結構（圖6）。

上模設計制造

上模設計主要考慮以下兩個方面：⑴壓料芯可根據行程、滑塊墊板上氮氣彈簧位置及沖壓件形狀來合理布置打桿；打桿需熱處理，且固定在壓料芯底部。⑵上模座根據打桿位置來設計讓位孔（直接鑄造出，無需加工，類似于單動拉深模凸模固定座上的頂桿讓位孔）。

該上模設計具有以下優點：在后期新車型開發時，上模所需壓力源均可設計采用滑塊墊板內的氮氣彈簧，不再因為壓料芯內布置氮氣彈簧而考慮位置和空間問題，大大節約模具開發成本，滑塊墊板內氮氣彈簧維護也方便。另外，雖然打桿高出上模座底面給模具的存放帶來一定的不利影響，但這個缺點完全可以克服。

結束語

對汽車制造廠，在設備投入與開發時需綜合考慮其開發成本及技術成本，建議要將壓機與模具有機聯系在一起考慮，這樣對模具設計及使用、沖壓件產品質量均有一定好處。

翼子板模具結構的改進

文/方永光，胡廣珍·奇瑞汽車股份有限公司