理论教育 汽车冲压模具解析与应用

汽车冲压模具解析与应用

时间:2023-08-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:车身覆盖件冲压模具主要有三种,即拉深模、修边模和翻边模。冲压模具的设计、制造和调整是汽车覆盖件冲压生产中最重要的环节之一。此被称为正装拉深模。图4-24所示为车身顶盖成形闭口式拉深凹模结构。由于车身覆盖件拉深凸模、凹模轮廓尺寸大,采用高强度模具合金铸铁,并用实型铸造方法铸造毛坯。

汽车冲压模具解析与应用

车身覆盖件冲压模具主要有三种,即拉深模、修边模和翻边模。其中拉深模是直接影响汽车覆盖件成形质量和生产效率关键。冲压模具的设计、制造和调整是汽车覆盖件冲压生产中最重要的环节之一。

1.汽车覆盖件冲压模具特点

汽车覆盖件冲压模具与一般薄板冲压模具相比,具有以下特点:

(1)模具形状和结构更复杂,质量大,一副轿车左/右侧围外板的拉深或翻边模具,其质量将超过20t。图4-21所示为多套汽车模具的外观。

图4-21 汽车模具外观

(2)模具制造难度更大,精度和表面粗糙度要求更高。模具型面要求光整,棱线清晰,表面粗糙度不大于0.40μm。

(3)一个汽车覆盖件需要数套模具配套,而且各模具间的依赖关系大。特别是成套模具投入制造时,既不能同时加工,也不能按工序顺序加工验收,而应综合考虑,合理制定整套模具的加工路线并采取统一的合理检测方法。

(4)模具调试更加重要和复杂。汽车制造厂对大型车身覆盖件成形模具的调试,一般至少需要1~2个月的时间。要使模具达到最佳工作状态,必须制定出合适的工艺参数(如压边时的最大与最小压边力),直至获得完全合格的制件才能正式投入生产。

2.覆盖件拉深模

覆盖件拉深模具与使用的压力机有密切关系。因拉深使用的压力机目前有单动和双动两类,所以拉深模也相应有单动和双动之分。双动拉深模具有压边力大、拉深深度深、卸料板为刚性等优点,应用更多。

(1)单动倒装拉深模结构(图4-22)。

一般是浅拉深或形状对称的拉深件,都在单动压力机上采用单动拉深模拉深。拉深凸模安装在下工作台面上,凹模置上,故称之为倒装拉深模。

(2)双动正装拉深模结构(图4-23)。

凸模通过固定座安装在双动压力机的内滑块上,压边圈安装在双动压力机的外滑块上,凹模位于上方。此被称为正装拉深模。压力机内、外滑块闭合高度差H=350~500mm。

图4-22 单动倒装拉深模结构

1—凹模;2—压料圈;3—调整块;4—气顶柱;5—导板;6—凸模

图4-23 双动正装拉深模结构

1—固定座;2—凸模;3—凹模;
4—压料圈;5—过渡垫板;
6—外滑块;7—内滑块

(3)覆盖件拉深模典型结构。

拉深模主要由凸模、凹模和压边圈组成。凹模有两种结构:闭口式凹模和通口式凹模,目前绝大多数采用闭口式凹模。

①闭口式拉深凹模。闭口式凹模的凹模底部是整体封闭结构(铸有下通出气口),将在凹模型腔上直接加工出型面(加强肋与凹槽等)或做成局部独立的凹模结构兼作顶出器。这种结构称为带有活动顶出器的闭口式凹模结构。图4-24所示为车身顶盖成形闭口式拉深凹模结构。

图4-24 车身顶盖成形闭口式拉深凹模结构

1—凸模固定板;2—压料圈;3—凸模;4—凹模

②通口式拉深凹模。图4-25所示为带有凹模芯的通口式拉深凹模结构。通口式拉深凹模的型腔四周跟随凸模和压料圈贯通,下面加装凹模底板。通口式拉深凹模的优势体现在模具制造工艺上,便于在凹模的支撑面上划线。待凹模贯通孔加工后,可以分别依靠贯通孔和凹模型面安装凸模和顶出器实现数控或仿形加工。

图4-25 带有凹模芯的通口式拉深凹模结构

1—固定板;2—压料圈;3—凸模;4—凹模;5—凹模框;6—底板

(4)拉深模主要工作零件。

拉深模工作零件主要指凸模、凹模和局部成形的凸、凹模镶块等。由于车身覆盖件拉深凸模、凹模轮廓尺寸大,采用高强度模具合金铸铁,并用实型铸造方法铸造毛坯。型面加工后进行表面火焰淬火处理。

3.覆盖件修边模

(1)覆盖件修边模的功能特征。

覆盖件修边模是用于将拉深、成形、弯曲后的工件多余边角余料及中间非结构部分切除的分离模,与普通落料模、冲孔模等冲裁模有较大的不同。修边通常在拉深成形后进行。

工件经拉深、成形、弯曲变形后,形状复杂,冲切部位可能是任意空间曲面,修边线多为较长的不规则轮廓,往往要经过多次修边才能得以完成;而且,冲压件往往有不同程度的弹性变形,通常由于弹性变形而产生较大的侧向力;再就是修边是覆盖件冲压过程的最后一道工序,必须充分保证制件轮廓与表面不受任何伤害,故对覆盖件修边模的设计制造要求很高。(www.daowen.com)

(2)覆盖件修边模结构。

覆盖件修边模可分为垂直修边模、带斜楔机构的修边模和组合修边模等类型。

图4-26所示为车身覆盖件的垂直修边模典型结构。

图4-26 车身覆盖件的垂直修边模典型结构

1—导板;2—凹模镶块;3—废料切断装置;4—废料滑槽;5—凸模镶块;6—限位圈;7—导柱;8—限位器;9—顶出器

图4-27所示为水平斜楔修边模结构。

图4-27 水平斜楔修边模结构

1—上模板;2—弹簧;3—压料板;4—从动斜楔;5—主动斜楔;6—反侧板;7—弹簧;8—滑板;9—凸模;10—下模板;11—凹模

图4-28所示为两侧同时带斜楔的水平修边模和倾斜修边模。

图4-28 两侧带斜楔的水平和倾斜修边模

1,15—复位弹簧;2—下模;3,16—滑块;4,17—修边凹模;5,12—斜楔;
6,13—凸模镶块;7—上模;8—卸件器;9—弹簧;10—螺钉;11,14—防磨导板;18—背靠块

4.覆盖件翻边模

翻边是车身覆盖件冲压成形的最后工序,翻边质量的好坏将直接影响汽车整车的装配精度和质量。翻边工序除满足覆盖件装配尺寸要求外,还能改善修边造成的变形。

(1)覆盖件翻边模的分类。

①垂直翻边模。翻边凹模刃口沿上下方向垂直运动

②斜楔翻边模。翻边凹模刃口沿水平或倾斜方向运动,即需通过斜楔机构将压力机滑块的垂直方向运动转变为凹模刃口沿所需翻边方向运动。

③垂直斜楔翻边模。凹模刃口既有上下垂直方向运动,又有水平或倾斜方向运动。

(2)覆盖件翻边模典型结构。

覆盖件翻边通常包括轮廓外形翻边和窗口封闭内形翻边,如图4-29所示。

翻边特点:由于翻边边缘呈不规则立体结构,仅靠一个方向的运动来完成是不可能的,故翻边模一般由设计、制造多组沿不同方向运动的凹模组合来共同完成。各组凹模的局部结构型式也如修边模一样采用镶块式结构。

图4-30所示为发动机罩轮廓外形翻边凹模镶块结构。

图4-29 各种典型覆盖件翻边形式

图4-30 发动机罩轮廓外形翻边凹模镶块结构

如图4-30所示,采用凹模镶块式结构,左边斜镶块先翻边,下边镶块再移动翻边,避免两者发生运动干扰,并使交接处经历两次翻边成形,提高了翻边质量。

图4-31所示为一种覆盖件的窗口封闭内形翻边模,采用斜楔两面开花式结构。图4-31所示为模具闭合状态。随着压力机滑块上移,两面斜楔1、9带着翻边凹模20水平退回;中心斜楔7下移;活动翻边凸模8复位而取出工件。翻边成形与此相反。

图4-31 斜楔两面开花式翻边模结构

1,7,9—斜楔;2—滑板;3—滑块;4,5,16—弹簧;6—轴销;8—活动翻边凸模;10—键;11—导套;12—固定块;13—压件器;14—凸模座;15—定位块;17—螺钉;18—导柱;19—上模座;20—翻边凹模

图4-32所示为一种典型的覆盖件外形翻边凸模扩张结构示意图

如图4-32所示,工件翻边特别是水平或倾斜翻边后,因翻边凸缘的妨碍,工件可能取不出来。故通常采用翻边凸模扩张结构,在翻边凹模翻边时,翻边凸模先扩张成完整的刃口形状,翻边完成后,翻边凸模再缩小,让开翻边后的工件凸缘,使工件可取出。翻边凸模扩张结构的动作将由斜楔机构来实现。

图4-32 轿车后围上盖板轮廓外形翻边凸模镶块扩张结构

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