非標斜楔機構在汽車側圍外板模具中的應用

文/楊慶波·一汽轎車股份有限公司

非標斜楔機構在汽車側圍外板模具中的應用

文/楊慶波·一汽轎車股份有限公司

非標斜楔機構和標準斜楔機構都是汽車覆蓋件模具中常見的重要機構，它的作用是將單一沖壓方向轉換為其他沖壓方向，廣泛應用在斜楔沖孔、斜楔修邊、斜楔翻邊、斜楔整形等沖壓工藝中，作為直接對產品進行斜沖孔、斜修邊、斜翻邊、斜整形等沖壓工藝的重要工作部件，其設計的合理性是汽車覆蓋件模具完成成形、分離工藝的關鍵。

非標斜楔不同于標準斜楔，標準斜楔的應用形式來源于標準手冊，而非標斜楔的設計和靈活應用需要發揮設計者的聰明才智，是模具設計的重點和難點，需要豐富的設計經驗。汽車覆蓋件模具中整體側圍外板的沖壓工藝及模具結構最為復雜，本文以轎車整體側圍外板上邊梁修邊、翻邊工藝為載體，對非標斜楔機構的幾種典型結構的特點進行分析、總結。

汽車整體側圍外板的共性

汽車外觀質量受汽車車身覆蓋件質量的影響，而汽車整體側圍外板是汽車覆蓋件中最為重要的沖壓件，汽車整體側圍外形尺寸大，形面幾何形狀復雜，表面質量要求最高。

圖1是轎車整體側圍外板上邊梁，其中的紅線區域需要進行修邊及翻邊處理。其修邊、翻邊的沖壓方向與模具的沖壓方向不一致，呈一定的角度，需要采用非標斜楔機構來完成修邊、翻邊工藝。下面分別以修邊、翻邊工藝為例，對分工序分體非標斜楔機構、同工序整體非標斜楔機構及同工序分體非標斜楔機構的設計及應用進行詳細介紹。

圖1 轎車整體側圍外板上邊梁

分工序分體非標斜楔機構

以圖1中的某車型整體側圍外板上邊梁為例，在修邊、翻邊工藝中采用分工序分體非標斜楔機構時，其結構類似，所以，下面僅以修邊工藝為例，介紹分工序分體非標斜楔機構的設計及應用。

結構形式

圖2中紅色實體為非標斜楔（吊楔），其呈間隔式布置，整條上邊梁剩余未修邊的部位（黃色實線框內的區域）要在其他工序內設計兩個同樣的非標斜楔完成。上邊梁分為兩道工序完成整個區域的修邊，兩道工序中非標斜楔修邊鑲塊刃口要有3～5mm的重疊區域。

分工序分體非標斜楔（吊楔）機構的優缺點

優點：模具結構、沖壓工藝設計簡單；模具加工制造簡單，精度易保證；模具裝配簡單，裝配精度高；模具調試與維修簡單。

缺點：模具工序多，制造周期長，成本高，沖壓件易出現表面質量缺陷。而且，兩工序中非標斜楔修邊刃口接刀重疊區域，易產生質量缺陷（坑、包、波浪等），還存在二次剪切（產生修邊毛屑），此類缺陷修復困難，但又是整車評審不允許出現的質量缺陷。

同工序整體非標斜楔機構

以圖1中的某車型整體側圍外板上邊梁為例，在修邊、翻邊工藝中采用同工序整體非標斜楔機構時，其結構類似，所以，下面僅以翻邊工藝為例，介紹同工序整體非標斜楔機構的設計及應用。

結構形式

圖3中黃色實體為非標斜楔（翻邊工藝），其為整體結構，在一道工序中采用一個整體非標斜楔一次完成翻邊工藝。

同工序整體非標斜楔機構的優缺點

優點：模具結構、沖壓工藝設計簡單；模具加工制造簡單；工序集中，模具制造成本低。

缺點：整體非標斜楔單體尺寸大，造成裝配困難，精度難保證；模具調試與維修難度大。

圖2 分工序分體非標斜楔的設置

圖3 同工序整體非標斜楔的設置

圖4 修邊工藝中同工序分體非標斜楔的設置

同工序分體非標斜楔機構

仍以圖1中的某車型整體側圍外板上邊梁修邊、翻邊工藝為例，介紹同工序分體非標斜楔機構的設計及應用。但是在修邊、翻邊工藝時采用的同工序分體非標斜楔機構卻在接刀結構上存在差異，所以要分別介紹。

修邊工藝中同工序分體非標斜楔機構的結構形式

圖4中黃色框為修邊工藝中的非標斜楔，其為分體結構，非標斜楔呈相鄰式布置，在一道工序中采用分體非標斜楔一次完成修邊工藝，相鄰非標斜楔的修邊鑲塊刃口采用特殊結構進行過渡，避免非標斜楔運動時與修邊鑲塊刃口產生碰撞。

相鄰兩非標斜楔修邊鑲塊刃口的接刀結構及運動方向如圖5所示。此處采用特殊的修邊鑲塊刃口結構，避免非標斜楔（吊楔）在運動過程中發生修邊鑲塊刃口相撞，實現修邊刃口的完美對接，避免了分工序多次修邊造成的沖壓件修邊質量缺陷。

圖5 修邊鑲塊刃口的接刀結構及運動方向

圖6 翻邊工藝中同工序分體非標斜楔的設置

圖7 翻邊鑲塊刃口的接刀結構及運動方向

翻邊工藝中同工序分體非標斜楔機構的結構形式

圖6中紅色框為翻邊工藝中的同工序分體非標斜楔。與修邊工藝類似的是，其也為分體結構，非標斜楔呈相鄰式布置，在一道工序中采用分體非標斜楔一次完成翻邊工藝，相鄰非標斜楔的翻邊鑲塊刃口采用特殊結構進行過渡，避免非標斜楔運動時與翻邊鑲塊刃口產生碰撞。

相鄰兩非標斜楔翻邊鑲塊刃口的接刀結構及運動方向如圖7所示。這種特殊的翻邊鑲塊刃口結構，可以使非標斜楔在運動過程中避免與翻邊鑲塊刃口相撞，實現翻邊刃口的完美對接，避免了分工序多次翻邊造成的沖壓件翻邊表面質量缺陷。

同工序分體非標斜楔機構的優缺點

優點：模具裝配簡單，加工精度高；工藝集中，工序少；模具制造成本低；采用特殊的接刀結構，沖壓件面品質量高。

缺點：模具結構、沖壓工藝設計復雜；模具加工難度大；結構特殊，模具調試與維修難度大。

結束語

本文以轎車整體側圍外板上邊梁修邊、翻邊工藝為例，著重闡述了三種典型的非標斜楔結構，供同行參考，設計者可以根據產品形狀、沖壓工藝、模具結構的需要，對上述三種典型結構進行組合，設計出最佳的模具結構和沖壓工藝方案。