沖壓模具內(nèi)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(lián)，具有獨立性，便于模具安裝與調(diào)整等。本文主要討論的模具內(nèi)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(jié)構

圖1 上模圖

翼子板因前期設計開發(fā)時，上模壓料芯內(nèi)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?？讟O易由圓孔變?yōu)椴灰?guī)則孔（圖3）。

圖2 上模本體結(jié)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(chǎn)、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(nèi)；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?yōu)椴灰?guī)則孔，而且打桿在長期使用受力后發(fā)生彎曲變形，由此卡在上模座的孔內(nèi)，無法順利取出；⑶由于打桿位置不穩(wěn)，造成氣墊對模具的壓料力不均，影響制件的產(chǎn)品質(zhì)量。

圖4 打桿套與打桿剛性摩擦產(chǎn)生影響

一次改進后模具結(jié)構

針對上模座打桿孔變形所造成的影響，本公司經(jīng)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(jié)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(jié)構帶來的產(chǎn)品變形質(zhì)量問題。但是，經(jīng)過一段時間生產(chǎn)后，又出現(xiàn)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(xiàn)不同程度的損壞（圖4）。需要經(jīng)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(chǎn)生的鐵屑經(jīng)壓料芯與上模座間的空隙掉入下模，這樣生產(chǎn)中制件就出現(xiàn)坑包，影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，增加了制件的返修成本，綜合考慮這樣的結(jié)構不利于生產(chǎn)。

二次改進后模具結(jié)構

為了從根本上解決問題，將模具內(nèi)的壓力源改造為氮氣彈簧。通過對上模內(nèi)部結(jié)構空間的測量分析及結(jié)合翼子板翻邊形狀所需壓料力，再結(jié)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(jīng)過改造后成功解決了沖壓實際生產(chǎn)問題，也解決了沖壓件質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。

圖5 改造前后氮氣彈簧結(jié)構

圖6 串聯(lián)式結(jié)構

后期模具設計開發(fā)結(jié)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(jié)構。

滑塊墊板改造

內(nèi)部安裝通用型、緊湊型氮氣彈簧，結(jié)構串聯(lián)式結(jié)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(jù)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(jù)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(yōu)點：在后期新車型開發(fā)時，上模所需壓力源均可設計采用滑塊墊板內(nèi)的氮氣彈簧，不再因為壓料芯內(nèi)布置氮氣彈簧而考慮位置和空間問題，大大節(jié)約模具開發(fā)成本，滑塊墊板內(nèi)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(jié)束語

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

翼子板模具結(jié)構的改進

文/方永光，胡廣珍·奇瑞汽車股份有限公司