文/劉春雨·安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心

沖孔夾具的應(yīng)用與研究

文/劉春雨·安徽江淮汽車股份有限公司技術(shù)中心

傳統(tǒng)上，汽車沖壓件上的孔均由沖壓模具在沖壓機(jī)床上來沖制完成，以保證孔的質(zhì)量，在開發(fā)過程中對應(yīng)每個節(jié)點均可順利的完成沖壓件在模具上的沖制，但汽車上的沖壓件較多，一般車型的沖壓件都在300～400個，沖壓件上孔的數(shù)量更是多之又多，其用處有定位孔、過孔、卡扣孔、漏液孔等等，初期的數(shù)模設(shè)計便是一項浩大的工程，如果在車型開發(fā)前期出現(xiàn)紕漏，在后期便需要對數(shù)模的孔及型面進(jìn)行修改，已滿足車型性能的整體要求，這樣便要求相應(yīng)的模具及夾具結(jié)構(gòu)在設(shè)計時進(jìn)行同步的實時更新，已滿足數(shù)模的設(shè)計變更需求。

當(dāng)模具的更改無法滿足數(shù)模要求時，需要重新開發(fā)，這對整個項目的周期及預(yù)算均是重大的損失，如本車型的側(cè)圍外板模具，其外廓尺寸為4390×2290×1050（mm×mm×mm）模具重量為33.1t，其一套模具費用大概在149萬元，左右側(cè)圍外板共計298萬元，大大增加了車型工裝的開發(fā)費用及周期，如何既滿足車型數(shù)模的變更又能盡量減少對模具及夾具開發(fā)費用的影響，便成為車型開發(fā)在后期要著重解決的問題。

夾具在工作過程中要完成對多件進(jìn)行點焊的工作，其空間相對較大，可以在夾具上增加相應(yīng)的沖孔裝置來完成數(shù)模上新增孔的沖制，不僅可以滿足數(shù)模的設(shè)計需求，更能大大的降低工裝的開發(fā)成本。

結(jié)構(gòu)設(shè)計

沖孔夾具包括舉升裝置、定位裝置、夾緊裝置、沖孔裝置等四部分。

舉升裝置

舉升裝置安裝在夾具底板上，由方鋼骨架、托料板、鋼板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、定位板、鋼筒、支撐板、傳感器、轉(zhuǎn)接套、限位塊、限位板組成，由方鋼焊接成骨架，骨架中間為方形，鋼板焊接在骨架中間處，用于安裝導(dǎo)柱及氣缸，在方鋼的前后端頭處安裝有托料板，定位板安裝于托料板的側(cè)面，對側(cè)圍的邊進(jìn)行定位，傳感器安裝在鋼板上，用于側(cè)圍放件后的感應(yīng)，限位板安裝在鋼板上，導(dǎo)柱通過螺釘安裝在限位板上，鋼筒安裝在底板上，導(dǎo)套固定在鋼筒內(nèi)，與導(dǎo)柱導(dǎo)向；限位塊為凹形鋼板，安裝在鋼板上，轉(zhuǎn)接套為工字形圓鋼套，外部中間處與限位塊配合，內(nèi)部螺紋與氣缸連接，支撐板安裝在底板上，氣缸安裝于支撐板的上部，至此氣缸可通過轉(zhuǎn)接套將方鋼骨架舉起收回。舉升裝置分解圖和舉升裝置剖視圖如圖1、圖2所示。

圖1 舉升裝置分解圖

圖2 舉升裝置剖視圖

定位裝置

圖3 定位裝置軸測圖

定位裝置由定位銷、傳感器、支撐塊、支板、墊塊、轉(zhuǎn)接板1、轉(zhuǎn)接板2組成，支板固定在夾具的底板上，轉(zhuǎn)接板1安裝在支板上，傳感器、支撐塊、定位銷、轉(zhuǎn)接板2均安裝在轉(zhuǎn)接板1上，傳感器用于側(cè)圍外板定位后的感應(yīng)及信息傳導(dǎo)，支撐塊用于支撐側(cè)圍外板，定位銷安裝于轉(zhuǎn)接板2上，通過墊片調(diào)整轉(zhuǎn)接板2及定位銷的位置。定位裝置軸測圖如圖3所示。

夾緊裝置

夾緊裝置由定位支板、轉(zhuǎn)接板、支撐塊、夾緊塊、旋轉(zhuǎn)塊、氣缸組成，支板安裝在夾具的底板上，轉(zhuǎn)接板與支板連接，支撐塊安裝于轉(zhuǎn)接板上，用于側(cè)圍外板的支撐，夾緊塊與旋轉(zhuǎn)塊固定在一起，旋轉(zhuǎn)塊上的圓孔與轉(zhuǎn)接板上部的圓孔同軸通過螺釘、螺母固定。夾緊塊上的圓孔與氣缸上部的圓孔同軸通過螺釘、螺母固定，氣缸通過側(cè)面的圓孔與轉(zhuǎn)接板下部的圓孔同軸通過螺釘、螺母固定，通過氣缸推力的作用，通過三軸的關(guān)系，將夾緊塊閉合或張開，用于側(cè)圍外板的固定與取出。夾緊裝置軸測圖如圖4所示。

圖4 夾緊裝置軸測圖

沖孔裝置

沖孔裝置由沖孔組件與推送組件兩部分組成。沖孔組件通過支座與推送組件的支撐板固定，上部為沖孔組件、下部為推送組件。沖孔裝置軸測圖如圖5所示。

氣動裝置、導(dǎo)向滑軌1、傳感器1、傳感器2、凹模套、廢料盒安裝于支架上，轉(zhuǎn)接套一側(cè)與氣動裝置通過螺紋連接，另一側(cè)通過固定板固定在底座的上部，沖頭組件安裝于底座的下部，導(dǎo)向滑塊1安裝于底座的側(cè)面，與導(dǎo)向滑軌1進(jìn)行配合滑動。支架通過銷釘固定在支座上。支架Z向的角度可以依靠圖6中的d角控制，支架X向的角度可以依靠圖6中的D角控制，高度方向可以依靠支座的高度進(jìn)行控制。由此，沖孔裝置可以進(jìn)行3個角度的控制，完成不同方向孔的沖制。

圖5 沖孔裝置軸測圖

圖6 沖孔裝置支座向視圖

傳感器3、導(dǎo)向滑軌2、限位塊、傳感器4、氣缸安裝板1安裝在底板上，轉(zhuǎn)接塊安裝在支撐板上，導(dǎo)向滑塊2安裝于支撐板的下部，推動氣缸的尾部與氣缸安裝板1連接，頭部通過氣缸安裝板2與支撐板連接在一起，導(dǎo)向滑塊2在導(dǎo)向滑軌2上配合滑動。

當(dāng)處于非工作狀態(tài)時，支撐板與傳感器3接觸，指示棒在傳感器1的位置上。板件放入后，推動氣缸將支撐板拉回，支撐板在導(dǎo)向滑軌2上滑動，當(dāng)轉(zhuǎn)接塊與限位塊接觸，支撐板與傳感器4接觸后，氣動裝置開始推動底座、指示棒及沖頭組件在導(dǎo)向滑軌1上向前運(yùn)動，當(dāng)指示棒運(yùn)動到傳感器2上方時停止運(yùn)動，沖頭組件與凹模套完成產(chǎn)品件上孔的沖制。

沖制完成后，氣動裝置拉動沖頭組件向上運(yùn)動，當(dāng)指示棒在傳感器1上方時停止運(yùn)動，此時氣缸推動支撐板向前運(yùn)動，沖孔組件隨之向前運(yùn)動，當(dāng)支撐板與傳感器3接觸時，氣缸停止推動，此時可將產(chǎn)品件取出，完成一個沖程運(yùn)動。

工作原理

當(dāng)側(cè)圍放在舉升器上，感應(yīng)裝置與側(cè)圍外板接觸后，舉升裝置在導(dǎo)柱導(dǎo)向作用下向下運(yùn)動，側(cè)圍外板通過定位裝置上的孔進(jìn)行精確定位，當(dāng)側(cè)圍外板與托料板及定位裝置上的感應(yīng)器接觸后，夾緊裝置將側(cè)圍外板夾緊固定在本裝置上，沖孔裝置上的推拉氣缸及沖孔裝置被拉到工作位置，傳感器感應(yīng)后，沖孔裝置完成新增孔的沖制；當(dāng)沖孔完成后通過傳感器的控制，推拉氣缸將沖孔裝置推離工作位置，夾緊器松開，舉升器將側(cè)圍外板舉起，完成一次沖制動作，如圖7所示。

圖7 沖孔夾具軸測圖

結(jié)束語

通過對側(cè)圍外板新增孔及沖孔夾具結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用，采取在夾具上增加沖孔裝置，實現(xiàn)了側(cè)圍外板新增孔在夾具上的沖制。該沖孔裝置，避免了已鑄造模具實物的報廢，節(jié)省了工裝的開發(fā)費用，降低了工裝的開發(fā)周期，本車型的側(cè)圍外板模具一套重量為33.1t，節(jié)約的費用在149萬元，左右側(cè)圍共計298萬元，將此技術(shù)應(yīng)用于同類產(chǎn)品上便會大大降低整車白車身的開發(fā)成本，同時也避免了資源的浪費。