復合翻邊機構在汽車模具上的應用

杜建州 李盟

摘 要：隨著汽車制造技術的不斷進步，整車外觀質量也越來越受到消費者的重視，一方面為得到連續順滑的視覺效果，汽車車身覆蓋件的成形大多是通過模具沖壓工藝實現，另一方面為適應整車造型要求，車身覆蓋件的結構趨勢向復雜化發展。目前許多汽車車身覆蓋件都有“]”型式翻邊結構，對此翻邊結構的沖壓加工過程包括垂直翻邊和側翻邊兩道工序，需要由兩套模具和沖壓設備完成，這不僅增大了模具開發和設備購買成本，而且在工件安裝盒設備調試方面存在重復操作步驟，影響了生產效率的提高。

關鍵詞：垂直翻邊;復合翻邊;側翻邊;模具

0 引言

采用模具整體翻邊能保證大尺寸制件內孔翻邊質量，需要注意的是在上工序下料時，應嚴格保證制件多個內孔尺寸及相對位置。如果是左右對稱件內孔翻邊，在設計制件時應盡量考慮內孔的軸對稱性，利于降低模具的設計制造成本，提高生產操作效率。

1 制件工藝分析

（1）工藝現狀分析。內孔翻邊部分在初期生產過程中，采用2件拼焊的加工方式，其工藝過程為制件2板材下料，等離子切割形成外形及內孔，制件1是利用條形料手工煨制成環形件，然后將制件1、制件2組焊在一起。然后重新進行打磨，噴涂處理。這種生產方式在初期也能滿生產需求，適合于輛數少的車型生產。但這種生產方式的缺陷有：1）操作周期較長，材料損耗較高，效率低及成本高，不能滿足批量車型的生產。2）焊接過程中容易引起制件局部變形，降低制件的整體平面度，焊縫的存在也嚴重的影響了該制件的外觀質量。3）焊接過程中產生的煙塵及弧光對環境有污染，對操作工的身體健康有一定的傷害。

（2）工藝方法改進。針對上述加工工藝方案存在的缺陷，為了滿足車型的批量生產，現需要設計合理結構的模具，對制件內孔進行翻邊加工，這種工藝方式的優點有：1）減少了加工工序，省去了制件1的加工環節，也省去了焊接工藝，降低了生產成本。2）翻邊所用時間大大低于焊接所用時間，提高生產效率，能保證產品的批量生產。3）保證制件外觀質量及整體平面度，又提高產品質量及其生產穩定性。

2 復合翻邊機構各部件用途及介紹

復合翻邊機構其構成中包括垂直翻邊部分、側翻邊部分、壓料裝置、上模座和下模座，其特征是垂直翻邊和側翻邊模具組合在一起，它們共用一套壓料裝置，其中垂直翻邊部分布置在壓料裝置和側翻邊部分之間。

垂直翻邊部分包括小壓料芯氮氣彈簧、小壓料芯、垂直翻邊鑲塊、凹模平衡塊和凸模平衡塊，小壓料芯氮氣彈簧上端固定在模具上模座上，下端與小壓料芯頂面固定連接，小壓料芯頂部與垂直翻邊鑲塊固定連接，在小壓料芯頂部前后兩側均設有凹模平衡塊，凹模平衡塊與凸模平衡塊匹配，其中凸模平衡塊固定在模具下模座相應位置。

側翻邊部分包括驅動塊、下模滑車、滑車側翻邊鑲塊、側翻邊鑲塊和側翻邊斜楔，其中驅動塊上端面固定在模具上模座上，下端設有與下模滑車、側翻邊斜楔匹配的驅動斜面，下模滑車與固定在下模座滑車上的斜楔導滑板配裝，滑車側翻邊鑲塊固定在下模滑車左側，側翻邊鑲塊固定在側翻邊斜楔的左側，側翻邊斜楔與固定在模具下模座上的斜楔導滑板配裝。

壓料芯裝置包括大壓料芯氮氣彈簧和大壓料芯，大壓料芯氮氣彈簧上端固定在模具上模座上，下端與大壓料芯頂面固定連接，大壓料芯型面與制件接觸面形狀匹配。

3 模具結構的選擇

一般常用的小孔翻邊模結構，顯然坯件放入模具時，預孔應剛好與凸模對準。零件只能以四個槽作為定位基準。即使坯件上預孔的位置度誤差為零，模具上四個定位銷與凸模的相對位置也完全正確，但在批量生產中為了裝卸方便，坯件上的四個定位槽與模具的定位銷之間應該留有0.02～0.04mm的間隙，但由此帶來的定位誤差就難以保證翻孔后的位置精度。為此改用模具結構。這一倒裝式模具的基本特點就是利用凸模與預孔來對坯件定位。凸模前端加有一導向段，其有效直徑和前工序沖制預孔的凸模直徑完全相同。這類凸模加工時，需在機床上一次加工出各段的直徑尺寸，這樣即使是用車削的方法也能保證其同軸度。至于此導向段與工作段的連接則只要圓滑過渡即可。理論上講，采用這種定位方法完全可以消除定位誤差，從而繞開了四個定位銷及其制造加工方面的難題。

為了保證凸、凹模之間的間隙均勻、并便于裝配和快換，凸模上還增加了一對模用臺階，其直徑僅比凹模孔徑小0.005～0.010mm。在壓料、退料等裝置未裝上前，將凸模裝入凹模，直至此臺階吻合，然后將其緊固在上、下模座上，凸、凹模之間的間隙即可保證均勻。然后拉開上下模座，再往上裝其他部件。當然這一臺階也必須和凸模的工作段、導向段一起在一次裝夾中加工完成，以保證其同軸度。

4 翻邊工藝分析及模具設計

（1）工藝中心的確定。對于這種有左右件翻邊工藝的模具設計，應考慮用較少的操作工序完成該左右件的翻邊成形。最優情況是翻邊部位是沿某一軸對稱，操作過程中就不需要更換模具鑲塊。

（2）翻邊工步的確定。1）如果采用兩孔分別翻邊的工藝，則應設計兩副模具，其中小孔可以實現左右件的翻邊，大孔則需要更換鑲塊，完成左右件的翻邊工藝。使用這種方案，優點是模具外形尺寸相對小，操作靈活，能節省一定的模具制造費用;缺點是每個制件需進行二次定位，容易造成翻邊后周邊高度尺寸波動較大。增加制件的操作次數及模具的安裝次數，不利于生產效率的提高。2）用兩孔整體翻邊工藝，則只需設計1副模具，通過局部更換模具鑲塊，完成制件左右件的翻邊工藝。使用這種方案，優點是制件一次定位，整體成形，完成左右件的翻邊只需要對部分模具鑲塊進行更換，工人操作簡單;缺點是模具外形尺寸大，需要使用上下臺面比較大的油壓機床。

5 結語

本文對復合式翻邊機構的適用范圍及工序排布，工作過程等方面進行了闡述，這種翻邊機構主要結合垂直翻邊和側翻邊工作特點，組合在一副模具完成翻邊工作，依靠小壓料芯與氮氣彈簧及凹凸模裝配的平衡塊限制垂直翻邊鑲塊作業高度，最后再通過下模滑車實現側翻工作，最終實現制件的翻邊工作。

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