陳錫兵

摘要： 本主要對于汽車中的尾燈座板進行介紹，分析尾燈座板結構、工藝設計、沖壓CAE以及模具結構設計等內(nèi)容，探討尾燈座板復雜的沖壓工藝以及模具設計過程，以供參考。

關鍵詞： 尾燈座板;CAE分析;工藝設計;模具結構

【中圖分類號】TG386【文獻標識碼】A【文章編號】1674-3733（2020）15-0191-01

現(xiàn)階段汽車市場競爭越來越激烈，汽車生產(chǎn)廠家不僅要保障產(chǎn)品的質(zhì)量和功能良好，也應重視汽車的外觀設計，以此吸引消費者眼球。在汽車整體造型中尾燈是一項非常重要的元素，新穎、個性的尾燈造型可為汽車增添一定色彩。隨著尾燈造型的變換和更新，用來固定尾燈的座板結構會隨之變得復雜。因此應加強其模具結構設計，并有效應用沖壓工藝，以此應對結構復雜的問題，保證尾燈座板質(zhì)量，更穩(wěn)定的固定尾燈。

1尾燈座板結構與功能

在汽車上尾燈座板所處位置和需要發(fā)揮的作用較為特殊，使得尾燈座板的鈑金件有著較為復雜的結構。與汽車尾燈座板具有搭接關系的零件包括流水槽、側(cè)圍外板、側(cè)圍外板延伸板、尾燈座板角板和D柱下內(nèi)板等

。尾燈座板結構如圖1所示，尾燈座板受其相關功能要求鈑金件之中具有5組不同功能的沖孔，座板孔位主要有定位孔、后安裝大燈孔、線束膠套過孔、卡扣定位孔以及安裝保險杠尾燈支架孔。由于尾燈座板應該與尾燈相匹配，設計尾燈座板時應留有安裝避讓空間，使其造型更加復雜;這之中結構最為復雜的是側(cè)圍外板和尾燈座板間匹配面，防止焊裝完汽車后有與涂裝工藝要求不符合的缺陷存在，對于側(cè)圍外板之后三角位置兩處尖點處的鈑金件應該匹配貼合;分別由尾燈座板角板以及下圖A處造型這兩處進行匹配;A處造型是設計尾燈座板工藝的難點[1]。

2尾燈座板CAE分析

汽車共有兩個尾燈座板，為降低汽車整體開發(fā)成本，應在模具開發(fā)階段將成本降低。本文研究的汽車尾燈座板是使用左右件合模方案來設計工藝與結構。由于尾燈座板機構具有一定復雜性，明確合拼方案時，應充分考慮和側(cè)圍外板匹配面的工藝設計，特別是A處造型。這一造型只是常規(guī)修邊和翻邊是難以實現(xiàn)的，對拉伸這一造型直接成形到位進行綜合分析，并在不同角度修邊以此實現(xiàn)這一部位結構。從而能夠確定左右件的合拼方案是：將側(cè)圍外板延的伸板搭接面作為對稱面，在左右合拼工藝的補充區(qū)域直接拉伸A處造型，使其一步成型。由于安裝尾燈座板匹配面有著較為復雜的造型，對沖壓方向進行選取時，需考慮在沖壓方向上成形面是否具有負角，根據(jù)車身坐標系旋轉(zhuǎn)調(diào)整尾燈座板，通過多次對比分析，最終明確沖壓方向。選擇尾燈座板材料時，應注重成形結構復雜以及材料不均勻流動等特性，這一零件選用的材料應該具有較高延伸率，通過多次的CAE模擬分析，來確定最終材料。根據(jù)合拼左右件方案、板料材質(zhì)以及沖壓方向，來優(yōu)化分析其工藝補充面，按照AutoForm的模擬分析結果對其成形過程進行檢查。運用CAE的評判標準來綜合判斷其起皺、變薄率以及最大失效等內(nèi)容，保證控制這些因素在合理范圍內(nèi)，才可保證這一方案可行。

3尾燈座板的工藝設計

尾燈座版有著較為復雜的結構，需要完成的工序有著不同內(nèi)容，工序間應根據(jù)沖壓方向進行旋轉(zhuǎn)。進行攻擊設計時，應分析研究生產(chǎn)零件的可操作性、零件品質(zhì)一致性、模具結構穩(wěn)定等內(nèi)容[2]。以下具體分析這一零件完成需要的工序：

3.1拉伸。

在合拼左右工藝的補充區(qū)域直接拉伸A處造型，使其成形到位，零件其他位置翻邊匹配面經(jīng)過R角后展開攤平直邊，在工藝補充面做光順。為利于后期修邊，做工藝補充面過程中沿修邊線想著外面延伸5mm。為保證材料順暢流動，兩側(cè)工藝補充面可以進行三角形平臺斜面設計;為保證充分利用材料，應盡量縮小合拼區(qū)域，不應超過10mm。

3.2修邊+側(cè)沖孔。

這一序沖壓方向和拉伸序一致，確保廢料順暢滑落，并做好后期分離準備，這一序主要修沖零件周邊廢料，并正沖和側(cè)沖合拼工藝補充區(qū)域，為下一序分離左右件做好準備。

3.3修邊+側(cè)沖孔+分離。

這一序是準確修沖翻邊的修邊線，因為后序翻邊整形工序要將沖壓方向旋轉(zhuǎn)，所以這一序要完全分離左右件。根據(jù)本工序內(nèi)容，對側(cè)修及側(cè)沖機構進行合理布置，明確側(cè)沖和側(cè)修的斜楔角度，在本序中沖出后大燈安裝孔。

3.4翻邊+整形。

為確保在同一序中完成所有翻邊面，翻邊+整形基于修邊+側(cè)沖孔+分離將沖壓方向旋轉(zhuǎn)了20°;這一序運用壓料芯對零件復雜型面整形，使零件型面符合檢驗標準。

3.5側(cè)修邊與側(cè)修邊+側(cè)沖孔。

對A處造型修邊，因為A處造型具有特殊性，因此應有兩道工序才可以完成。另外，在側(cè)修邊+側(cè)沖中沖出零件定位孔和安裝孔，保證孔的精度。

根據(jù)上述可知，尾燈座板結構比較復雜，設計人員設計工藝時應重視模具結構的可靠性和實現(xiàn)性、零件質(zhì)量一致性和生產(chǎn)可操作性，以此明確各工序應該實現(xiàn)的工序內(nèi)容，分析每序設計的要點。

4模具設計

尾燈座板模具主要是常規(guī)的模具結構設計，適合用在手工線生產(chǎn)上。設計拉伸模時，選擇手工線通用模具結構，其上模以及壓邊圈采取中間導腿導向結構，而壓邊圈以及下模采取內(nèi)導向結構，模具整體導向平穩(wěn)。設計修邊+側(cè)沖孔時，上模以及下模采取導腿和導柱導套結合的導向結構，應用這一結構模具可保證導向平穩(wěn)。設計修邊+側(cè)沖孔+分離時，從模具單側(cè)滑出分離廢料，考慮滑出二層廢料滑道的空間以及滑板角度，保證廢料順暢滑落。設計翻邊+整形時，其模具需完成制件型面及上翻邊整形，模具通過下活動壓芯結構，直接鑲嵌翻邊整形鑲塊在上模板，由氮氣彈簧提供下活動的壓料芯壓力源;設計側(cè)修邊時，為保障壓料芯平穩(wěn)工作，下模設置兩處壓料芯錐形的平衡塊。設計側(cè)修邊+側(cè)沖孔時，這一序模具需精修A處造型，且精修凸模受到較大側(cè)向力;對凸模刃口斷面進行Z形設計，可抵消精修凸模剪切承受的側(cè)向力。為保證壓料芯平穩(wěn)工作，下模設置4處壓料芯錐形的平衡塊。根據(jù)尾燈座板工序設計模具結構，應重視設計特殊及重點結構的方案，由于其結構復雜，有較多工序內(nèi)容，需通過不同工序模具來實現(xiàn)。

結束語：根據(jù)尾燈座板制件生產(chǎn)操作性、模具結構實現(xiàn)性、制件質(zhì)量一致性來考慮，模具結構及沖壓工藝合理的設計與布置，能夠明確各道工序需實現(xiàn)的內(nèi)容。本文所分析的汽車尾燈座板工藝以及模具設計方案對于類似結構車型，具有參考價值。

參考文獻

[1]朱俊.汽車尾燈座板沖壓工藝和模具結構[J].模具制造，2020，（1）：1-6.

[2]束偉軍，鄔新橋.汽車后尾燈燈罩雙色注射模設計[J].模具制造，2020，20（3）：40-43.