李歡歡

（長春一汽模具制造有限公司，吉林長春 130000）

1 引言

隨著人們對轎車配置的要求越來越高，要求轎車天窗的配置也占用越來越大的比例。從制件的方面來看，轎車頂蓋的造型一致，有天窗的車型是在無天窗車型的頂蓋上開出所需要的天窗孔；從沖壓模具方面來看，僅僅是在無天窗的基礎(chǔ)上增加沖制天窗的機(jī)構(gòu)或者模具。為提高市場競爭力，在滿足客戶需求的基礎(chǔ)上需盡可能的節(jié)約工裝成本，并且降低制件缺陷，提高客戶滿意度。

2 傳統(tǒng)頂蓋的模具結(jié)構(gòu)

轎車頂蓋無天窗的成型工藝路線一般為：拉伸→修邊→翻邊→斜楔翻邊。如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

圖1 拉伸

圖3 翻邊

圖4 斜楔翻邊

對于有天窗的頂蓋需設(shè)計并制造新的修邊和翻邊模具?；蛘呤轻槍_窗口工序，通過增加模具的閉合高度來實(shí)現(xiàn)制件切換。

缺點(diǎn)：模具整體外形尺寸大，增加其維護(hù)成本。在生產(chǎn)過程中，在進(jìn)行有無天窗兩種不同頂蓋沖壓件切換生產(chǎn)時，需停止生產(chǎn)線進(jìn)行兩副模具的更換安裝調(diào)整，會造成生產(chǎn)時間長，效率低，不滿足自動化沖壓設(shè)備的要求。

3 頂蓋天窗孔的沖翻模具結(jié)構(gòu)

3.1 帶切換裝置的模具結(jié)構(gòu)

針對傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的缺陷，對于天窗頂蓋來講，需要增加天窗孔但不增加數(shù)量的方案，這樣就需要一套切換裝置，如圖5所示。

圖5 帶切換裝置的模具結(jié)構(gòu)

工作過程：在沖制帶天窗版頂蓋時，如圖所示，通過氣缸12產(chǎn)生的進(jìn)給力，推動切換斜楔2向前運(yùn)動，直到切換斜楔2與行程限位塊13接觸，此時切換斜楔2上的楔導(dǎo)板與安裝板5上的楔導(dǎo)板3狀態(tài)由圖3變?yōu)閳D4，安裝板5上的彈性元件氮?dú)鈴椈?0被壓縮，工作部件整體向下運(yùn)動，此時的沖制窗口機(jī)構(gòu)處于工作狀態(tài)，安裝板上的工作鑲塊與下凸模上安裝的工作鑲塊7共同完成沖制天窗口的工作。

在壓制無天窗版頂蓋時，氣源氣閥轉(zhuǎn)換給氣使氣缸回程，帶動切換斜楔2向反方向運(yùn)動，直到切換斜楔2接觸回程限位塊9，氣缸停止運(yùn)動，切換斜楔2和安裝板5上的楔導(dǎo)板狀態(tài)由圖4回到為圖3狀態(tài)，此時安裝板上的彈性元件氮?dú)鈴椈?0行程釋放向上頂起天窗口工作部件，使安裝板5上的楔導(dǎo)板與切換斜楔2上的平導(dǎo)板4貼合，從而使整套沖制天窗口的工作部件向上返回到非工作位置，同時需拆下凸模上的沖制窗口的工作部件，此時模具在工作狀態(tài)下上模安裝板上的工作部件處于非工作狀態(tài)，完成無天窗口頂蓋的沖制。

該模具結(jié)構(gòu)中需依靠上打桿或氮?dú)鈴椈杀ＷC壓料板對制件有足夠的壓料力，由柔性限位元件、側(cè)銷對壓料板限位，切換機(jī)構(gòu)通過氣缸在上底板上前后滑動，安裝板與上底板1之間有限位導(dǎo)向合件進(jìn)行導(dǎo)向限位，通過氮?dú)鈴椈?0來保證窗口沖制的工作部件與制件之間的距離。在頂蓋修邊、翻邊模具中均增加該切換裝置，就可以在不增加模具數(shù)量的前提下實(shí)現(xiàn)沖制有窗口和無窗口頂蓋模具的切換。

優(yōu)點(diǎn)：利用該切換裝置可以在不增加模具數(shù)量的情況下實(shí)現(xiàn)有天窗和無天窗頂蓋的生產(chǎn)。有效降低前期研發(fā)費(fèi)用及模具制造成本，減少生產(chǎn)不用款型頂蓋的切換時間，提高了生產(chǎn)節(jié)拍。

缺點(diǎn)：由于普通頂蓋無天窗結(jié)構(gòu)是，形狀封閉，成形應(yīng)力未得到釋放，相對制件回彈量小，但帶有天窗結(jié)構(gòu)的頂蓋，在沖窗口后，頂蓋的整體封閉形狀消失，在天窗的4個角部會產(chǎn)生外觀變形。另外頻繁的進(jìn)行機(jī)構(gòu)切換容易導(dǎo)致頂蓋天窗切換機(jī)構(gòu)損壞或者易卡，從而造成模具的無法使用。增加該裝置后模具的運(yùn)動也變得復(fù)雜，不利于調(diào)試生產(chǎn)和后期維修。

3.2 帶下壓料天窗沖翻結(jié)構(gòu)模具

對于以上兩種頂蓋模具結(jié)構(gòu)的缺陷，另外的一種結(jié)構(gòu)方案為在無天窗頂蓋的生產(chǎn)模具后增加一副帶下壓料天窗沖翻結(jié)構(gòu)的模具，其既彌補(bǔ)了傳統(tǒng)生產(chǎn)模具的缺陷，無需增加模具的閉合高度，較少模具的數(shù)量，又彌補(bǔ)了帶切換裝置的模具結(jié)構(gòu)中修邊以后再整形翻邊產(chǎn)生的外觀變形。但其難點(diǎn)在于，沖翻窗口后，翻邊退料行程問題。

（1）基礎(chǔ)沖翻孔模具結(jié)構(gòu)及力的計算。

沖翻孔模具結(jié)構(gòu)如圖6所示，模具主要工作部件由沖孔翻孔凸模3、壓料板4、翻孔凹模7、沖孔凹模8、彈簧10等著組成。沖孔、翻孔凸模3與沖孔凹模8完成沖孔后與翻邊凹模7完成翻邊。

圖6 沖翻孔模具結(jié)構(gòu)

沖翻孔模具的工作過程：當(dāng)上模在極限位置時，模具處于待工作狀態(tài)，可以將板料放在翻邊凸模凹模7上。模具工作時，上模隨著壓床滑塊下行，首先壓料板4壓住板料，并隨著壓床滑塊的繼續(xù)下行，沖孔翻孔凸模3接觸板料并沖孔，接著隨著壓床滑塊的繼續(xù)下行，沖孔翻孔凸模3的翻邊部分接觸板料并把沖孔凹模8向下推，壓縮彈簧10，同時翻孔，直至翻孔結(jié)束，上模達(dá)到下極限位置，最后壓床滑塊開始向上運(yùn)動，沖孔翻孔凸模3退出工序件。

沖孔力的計算：

沖孔的沖裁力的計算公式如下：

式中P0——沖裁力，N

τ——材料抗剪強(qiáng)度，MPa

L——材料厚度，mm

翻邊力的計算：

沖孔后翻邊力的計算公式如下：

式中P——翻孔力，N

σs——屈服點(diǎn)，MPa

d——翻孔直徑，mm

D0——翻邊孔直徑，mm

壓料板壓料力的計算如表1所示。

表1 壓料板壓料力的計算

翻邊退料行程的計算：

式中S——翻邊退料行程

Ps——壓料板行程

面對這些變化，在教學(xué)中教師如何應(yīng)對？其實(shí)教師是跟孩子一起學(xué)習(xí)語文的。上學(xué)期開學(xué)初聆聽教材分析，專家講得很細(xì)致，可我的心里卻完全沒底，有一種初上講臺的感覺。最近仔細(xì)閱讀了《低年級語文這樣教》一書，邊閱讀邊回想起自己上課的情景，一些疑惑有了答案，一些教法有了創(chuàng)新，一些實(shí)踐有了依據(jù)。這本書給了我許多幫助和啟發(fā)。

L——翻邊高度

α——余量，min10mm

（2）帶下壓料的天窗沖翻孔模具結(jié)構(gòu)。

在沖翻孔模具基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，設(shè)計轎車頂蓋窗口的沖翻模具結(jié)構(gòu)。由于轎車頂蓋為大型覆蓋件，為了解決傳統(tǒng)傳統(tǒng)頂蓋的模具結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)，滿足自動化生產(chǎn)要求，就需要設(shè)計一套與無天窗生產(chǎn)模具閉合高度相同的模具。又頂蓋天窗口為封閉式修邊翻邊，就必須考慮其退料問題。按沖翻孔模具基本結(jié)構(gòu)中的退料行程計算S=Ps+L+α，其退料行程太大，不能滿足自動化生產(chǎn)需求，考慮增加氣動刮料方式，解決退料行程過大問題。

式中P'——壓料力，t

L——翻邊處的全部長度，mm

帶下壓料的天窗沖翻孔結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 沖翻孔模具結(jié)構(gòu)

（3）模具工作過程。

當(dāng)上底板在極限位置時，模具處于打開狀態(tài)，下壓料板6下的氮?dú)鈴椈?處于釋放狀態(tài)，下壓料板型面與凸模2型面相合，此時將無天窗口的頂蓋工序件放上。模具工作時，上模隨著壓床滑塊下行，首先上壓料板11先壓住料，然后小壓料板4與修邊凸模5接觸壓料，翻邊修邊凹模3接觸板料并修邊，接著隨著壓床滑塊繼續(xù) 下行，翻邊修邊凹模3繼續(xù)向下完成翻邊。上模達(dá)到極限位置后壓床滑塊開始向上運(yùn)動，翻邊修邊凹模3退出工序件后，上壓料板3與小壓料板4脫開工序件，此時下壓料板6上升至工作前狀態(tài)，氣缸7開始工作，繼續(xù)向上頂下壓料板6此時刮料片9進(jìn)行刮料，最后機(jī)械手取出制件及廢料，頂蓋沖翻天窗口工作完成。

該模具重點(diǎn)在于壓料翻邊，小壓料板4和壓料板11先于修邊翻邊凹模3接觸板料，進(jìn)行壓料，然后修邊翻邊凹模3先修邊在翻邊，修邊翻邊完成后，下模氮缸8先頂起設(shè)定高度，待小壓料板4和壓料板11脫離凸模2和修邊凸模5一定高度后，氣缸7開始工作，刮料完成后，氣缸7回到氮缸8位置，等待下一個工序件，此處要求氣缸7的力小于氮缸8總力。

4 結(jié)論

綜上所述通過對頂蓋制件及模具結(jié)構(gòu)的研究分析，對于轎車模具頂蓋天窗沖翻模具結(jié)構(gòu)有兩種：一種是帶切換裝置的模具結(jié)構(gòu)，另一種為帶下壓料的天窗沖翻結(jié)構(gòu)。該兩種方式與傳統(tǒng)頂蓋的模具結(jié)構(gòu)相比，都可以有效降低前期的研發(fā)費(fèi)用及模具制造成本，也能釋放沖壓車間的存放空間，減少生產(chǎn)不同款型板件生產(chǎn)的切換時間，提高生產(chǎn)節(jié)拍和生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)有天窗型和無天窗型兩種不同形式頂蓋外板的生產(chǎn)，無需停線更換模具和增加模具的閉合高度。帶下壓料的天窗沖翻結(jié)構(gòu)與帶切換裝置的模具結(jié)構(gòu)相比，雖然其是在無天窗頂蓋模具后增加一副帶有下壓料的天窗沖翻結(jié)構(gòu)模具，但其結(jié)構(gòu)可以在一定程度上改善天窗四角變形問題，制件質(zhì)量提升，模具結(jié)構(gòu)也相對簡單，能夠節(jié)省工裝成本。