汽車安全帶固定板復(fù)合模設(shè)計(jì)

0 引 言

汽車行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，反應(yīng)了一個(gè)國(guó)家工業(yè)制造的整體水平，而汽車的制造又離不開(kāi)“工業(yè)之母”模具的制造。模具的設(shè)計(jì)制造水平?jīng)Q定了汽車配件質(zhì)量，對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)有著重要的作用。以下對(duì)汽車安全帶固定板的彎曲和擴(kuò)孔、翻孔復(fù)合模進(jìn)行介紹，并對(duì)模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，對(duì)制件上彎曲、下翻孔2個(gè)相反工序進(jìn)行了設(shè)計(jì)，降低了制造成本，提高了生產(chǎn)效率。

1 固定板成形工藝分析

右安全帶固定板如圖1（a）所示，左安全帶固定板如圖1（b）所示，材料為20號(hào)鋼板，厚度為3 mm。

（1）左、右安全帶固定板成形工藝：落料→彎曲→沖孔→凸臺(tái)成形→沖兩側(cè)孔→翻一側(cè)孔→彎曲邊與翻另一側(cè)孔→檢測(cè)，復(fù)合模用于完成固定板彎曲和擴(kuò)孔、翻孔工步

。先擴(kuò)孔后翻孔是因?yàn)楣潭ò逶跀U(kuò)孔時(shí)，被加工材料受到擴(kuò)孔凸模的擠壓力和拉深力作用，根據(jù)材料加工前后質(zhì)量不變的原則，材料的體積增大，但其厚度減薄。若先翻孔后擴(kuò)孔，等于在擴(kuò)孔口處增加了一圈加強(qiáng)筋，再加上翻邊處材料的冷作硬化，限制了材料的變薄，導(dǎo)致擴(kuò)孔口處和翻邊處開(kāi)裂。所以為了避免擴(kuò)孔口處和翻邊處開(kāi)裂，選擇先擴(kuò)孔后翻孔。

從昆明沿昆玉高速公路往晉寧方向行駛，半小時(shí)不到，在牛戀鄉(xiāng)收費(fèi)站下高速公路，經(jīng)過(guò)一個(gè)大拐彎，亭臺(tái)樓閣的“山大王”菌莊顯得較為顯眼，也早就被云南人成為美食圣地，很多款待外地客人的朋友都會(huì)驅(qū)車百里慕名而來(lái)，只為了那一口鮮香的菌。

一般情況下，已纏繞到提升機(jī)卷筒上的鋼絲繩仍對(duì)兩端的端側(cè)板產(chǎn)生軸向作用力，以pz表示鋼絲繩對(duì)擋繩板的軸向作用力，因此需從卷筒所受的徑向載荷集度和軸向作用力兩方面來(lái)分析鋼絲繩多層纏繞時(shí)卷筒的受力情況。

4.2.3 教育行政部門應(yīng)建立《中小學(xué)生安全生存知識(shí)教育教學(xué)培訓(xùn)基地》，通過(guò)教育網(wǎng)絡(luò)，全面普及與提高公眾安全生存自救知識(shí)。

（3）左、右安全帶固定板的定位和夾緊：分別以左、右安全帶固定板長(zhǎng)度方向的兩側(cè)面、彎曲邊內(nèi)側(cè)面和凹槽內(nèi)型面為定位基準(zhǔn)

，以凹槽外型面為夾緊面，固定在沖模的凹模兩側(cè)和上型面上。左、右安全帶固定板分別安裝在沖模的凹模兩側(cè)

，復(fù)合模可以同時(shí)完成左、右安全帶固定板的彎曲和擴(kuò)孔、翻孔工序。

（2）成形工序：①?gòu)澢簭澢? mm×7 mm×

2 mm，右安全帶固定板保證彎邊距49 mm，左安全帶固定板保證彎邊距42.7 mm；②擴(kuò)孔：擴(kuò)孔至

10.9 mm；③翻孔：翻孔至

10.9 mm×

1 mm×

13.9 mm×

1 mm×7 mm，保證筒孔距20.4 mm。

2 復(fù)合模結(jié)構(gòu)分析

由圖4至圖6可得，3種算法在多目標(biāo)無(wú)功優(yōu)化后都得到了清晰的Pareto前沿，但3個(gè)目標(biāo)之間是相互競(jìng)爭(zhēng)、相互矛盾的。此外，IDE算法優(yōu)化后得到3種算法中最多Pareto最優(yōu)解，共計(jì)38組，且得到的Pareto前沿更加均勻、平穩(wěn)，Pareto最優(yōu)解也比較集中分布在使3個(gè)目標(biāo)均優(yōu)的區(qū)域。從表1中數(shù)據(jù)可知，經(jīng)IDE算法優(yōu)化除了在靜態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)極端解上略高于DE算法以外，其余指標(biāo)均優(yōu)于另外兩種算法。這些都顯示了所提改進(jìn)算法的有效性與可行性。

（1）左、右安全帶固定板的定位：左、右安全帶固定板必須安裝在凹模2上，以定位基準(zhǔn)面進(jìn)行定位，才能確保左、右安全帶固定板的彎曲和擴(kuò)孔、翻孔的加工。

（2）左、右安全帶固定板的夾緊：左、右安全帶固定板分別安放在凹模2上之后，中模與下模下行合模時(shí)，左、右安全帶固定板依靠定位夾緊塊9、14進(jìn)行夾緊。

由于左、右安全帶固定板的彎曲和擴(kuò)孔、翻孔方向與凹槽側(cè)面呈垂直狀態(tài)，彎曲和擴(kuò)孔、翻孔工步方向相反。因此可以安排在同一副模具上進(jìn)行加工，如圖2所示。

復(fù)合模結(jié)構(gòu)如圖3所示。

（4）左、右安全帶固定板的脫模：由于上模的回程過(guò)程中利用了彈簧的彈力，左、右安全帶固定板可分別從凹模2和中模板3上依靠人工脫模。

本次試驗(yàn)選用了?8 mm復(fù)合片的舊片和新片作為焊接基材，分別用不同的焊料與45鋼母體焊接為試樣。表6為不同焊接材料與?8 mm復(fù)合片舊片焊接強(qiáng)度匯總數(shù)據(jù)，表7為不同焊接材料與?8 mm 復(fù)合片新片焊接強(qiáng)度匯總數(shù)據(jù)。

左、右安全帶固定板需要先固定在凹模的左右兩側(cè)，由于左、右安全帶固定板形狀不同，安放的位置需注意。

3 復(fù)合模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（3）彎曲和擴(kuò)孔、翻孔的加工運(yùn)動(dòng)：利用上模下行，使下彎曲凸模4和上彎曲凸模11、12及擴(kuò)孔翻孔凸模10、13產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成左、右安全帶固定板的彎曲和擴(kuò)孔、翻孔的加工。

（3）下模部分：下彎曲凸模25（配合上彎曲凸模13）完成對(duì)左、右安全帶固定板彎曲和擴(kuò)筒孔、翻孔工步的加工。

（2）中模部分：包括凹模5、定位夾緊塊7、中模板8、中模墊板9，主要作用是實(shí)現(xiàn)左、右安全帶固定板的定位和夾緊。

（1）上模部分：上彎曲凸模13（配合下彎曲凸模25）、擴(kuò)孔翻孔凸模14完成左右安全帶固定板彎曲和擴(kuò)孔、翻孔加工。

（4）限位構(gòu)件：包括沉頭臺(tái)階螺釘16、19，其作用是在上模向下沖壓時(shí)，迫使凹模5和中模板8壓縮彈簧17、18，使沉頭臺(tái)階螺釘16、19的底面分別移動(dòng)接觸沖床上下工作臺(tái)面，形成對(duì)凹模5和中模板8的剛性支撐。

4 復(fù)合模工作過(guò)程

原固定板沖壓工藝計(jì)劃是采用二工位的級(jí)進(jìn)模，經(jīng)工藝分析改成二工步的復(fù)合模。二工位加工過(guò)程中需要二次定位，二次定位存在誤差，且級(jí)進(jìn)模的面積大，二工位加工消耗能量多，而二工步僅需要一次定位，采用復(fù)合模定位精度更高。因此選擇復(fù)合模較級(jí)進(jìn)模更具有優(yōu)越性。

（1）定位狀態(tài)：安裝在中模板8兩側(cè)的定位夾緊塊7夾緊左、右安全帶固定板。

（2）加工狀態(tài)：當(dāng)中模向下沖壓時(shí)，在中模導(dǎo)柱20、24的導(dǎo)向作用下，下彎曲凸模25和上彎曲凸模13產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以進(jìn)行左、右安全帶固定板彎曲工步；擴(kuò)孔翻孔凸模14進(jìn)行左、右安全帶固定板擴(kuò)孔翻孔工步。

（3）脫模狀態(tài)：在完成左、右安全帶固定板的彎曲、擴(kuò)孔和翻孔之后，模柄21帶著中模向上進(jìn)行復(fù)位運(yùn)動(dòng)。在所有彈簧的作用下，中模板8、中模墊板9與上模板10復(fù)位，同時(shí)定位夾緊塊7離開(kāi)左、右安全帶固定板；凹模5在彈簧的作用下，由沉頭臺(tái)階螺釘16限制復(fù)位的距離。

普通話教學(xué)中的項(xiàng)目設(shè)計(jì)是以旅游管理專業(yè)實(shí)際工作場(chǎng)景為導(dǎo)向，選擇教學(xué)項(xiàng)目作為載體，突出知識(shí)、能力、素質(zhì)目標(biāo)，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)以學(xué)生為中心，以培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)崗位能力為任務(wù)，以提高學(xué)生實(shí)際操作能力為目。這種課程設(shè)計(jì)不僅突出與實(shí)際工作場(chǎng)景相結(jié)合的真實(shí)場(chǎng)景、更突出生動(dòng)活潑的教學(xué)局面，從而提高了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)、以及學(xué)生對(duì)普通話的學(xué)習(xí)興趣，更為重要的是提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，使得學(xué)生在與人溝通、與人合作、解決問(wèn)題、創(chuàng)造革新等方面得到了提升，這對(duì)推動(dòng)旅游管理專業(yè)普通話教學(xué)改革起到了非常積極的作用。

模架以導(dǎo)柱23和導(dǎo)套22進(jìn)行定位和導(dǎo)向，中模以上以中模導(dǎo)柱24進(jìn)行定位和導(dǎo)向，中模以下以中模導(dǎo)柱20進(jìn)行定位和導(dǎo)向。中模與上模及中模與下模是以沉頭臺(tái)階螺釘19進(jìn)行限位。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)固定板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)合理，左右安全帶固定板彎曲、擴(kuò)孔和翻孔加工能夠順利進(jìn)行，該方案對(duì)沖壓加工的彎曲、擴(kuò)孔和翻孔的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)作用。

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