譚榮貴

（柳州福臻車體實(shí)業(yè)有限公司，廣西柳州 545006）

1 引言

汽車工業(yè)經(jīng)過20余年的發(fā)展，已經(jīng)成為國(guó)家的產(chǎn)業(yè)支柱之一。隨著能源的消耗速度日益增快，環(huán)境日益惡化，節(jié)能減排在各行業(yè)被反復(fù)強(qiáng)調(diào)。以一部轎車為例，需要1,500副以上沖壓模，減小模具的數(shù)量是汽車行業(yè)節(jié)能減排的有效手段。工序的減少可以大幅度的減少模具套數(shù)及壓力機(jī)的使用數(shù)量，提高生產(chǎn)生產(chǎn)效率。

切邊整形復(fù)合?？梢杂行У臏p少制件的生產(chǎn)工序。汽車外覆蓋件的成形工序較多，通常情況下有拉伸、修邊、整形、沖孔。修邊后設(shè)置整形工序，一方面是校正制件回彈，確保制件精度；另一方面是改善修邊后的毛刺缺陷。在保證制件品質(zhì)的前提下如何減工序的數(shù)量，需要在切邊和整形工序的合并上綜合考慮，通過CAE軟件的分析，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)反饋，總結(jié)了3種復(fù)合型刀塊：固定式、活動(dòng)式、刃口一體式。

2 固定式復(fù)合刀塊

（1）結(jié)構(gòu)裝配關(guān)系。

固定式刀塊的整形刀塊是通過螺釘固定在上模座上，切邊刀塊通過螺釘固定在整形刀塊上，下模整形型面末端為切邊刃口，結(jié)構(gòu)圖具體如圖1所示。整形刀塊與切邊刀塊做為一個(gè)整體向下沖壓成形。

圖1 固定式刀塊

（2）運(yùn)動(dòng)過程。

固定式復(fù)合刀塊的切邊整形順序隨著制件工藝特點(diǎn)的不一樣而改變：一種是法蘭面拉伸到位的制件，如圖2a所示；另一種是法蘭面拉伸不到位的情況，如圖2b所示。

圖2 兩類帶法蘭面制件

對(duì)于A 類制件，固定式復(fù)合刀塊的成形順序是：上模下行→壓料板壓料→上模繼續(xù)下行→修邊刃口切除廢料→上模繼續(xù)下行→整形刀塊整形→整形完成→開模，如圖3 所示。開模時(shí)，整形刀塊先于修邊刀塊離開板件。

圖3 A類制件切邊整形過程

對(duì)于B 類制件，成形順序與A 類制件基本一致，區(qū)別在于，切邊刀塊先將制件板件擠壓變形后切斷，成形過程如圖4所示。

圖4 B類制件切邊整形過程

（3）優(yōu)缺點(diǎn)分析。

切邊整形雖然在同一副模具上完成，但動(dòng)作順序還是要先完成修邊再完成整形。因?yàn)橥瑫r(shí)進(jìn)行會(huì)產(chǎn)生鐵屑且模具壽命銳減。固定式凸模為先完成切邊動(dòng)作，必然的結(jié)果就是切邊吃入量較大。進(jìn)而產(chǎn)生以下兩個(gè)缺陷：一個(gè)是切邊刀塊強(qiáng)度細(xì)長(zhǎng)，強(qiáng)度差；另外一個(gè)是開模時(shí)干涉回彈后的制件，造型制件變形。固定式切邊整形刀塊回彈過程整形刀先于離開凸模，切邊刀塊離開凸模時(shí)，是無壓料狀態(tài)。在制件側(cè)壁回彈時(shí)，存在制件干涉切邊刀塊，造成制件變形的情況，如圖5所示。

圖5 開模時(shí)制件干涉切邊刀塊

3 浮動(dòng)式復(fù)合刀塊

（1）結(jié)構(gòu)裝配關(guān)系。

浮動(dòng)式切邊整形刀塊與固定式的區(qū)別在于整形刀塊的裝配關(guān)系，浮動(dòng)式整形刀塊為活動(dòng)式的，其整形力來源于氮?dú)鈴椈深悘椥栽Ｕ接捎诖祟惤Y(jié)果，切邊動(dòng)作時(shí)，整形刀塊充當(dāng)了壓料板的角色，很好的解決了固定式刀塊的前文所述兩個(gè)缺陷。

浮動(dòng)式切邊整形刀塊結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，空間分布較緊密，其結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。

圖6 浮動(dòng)式刀塊

（2）運(yùn)動(dòng)過程。

不同的結(jié)構(gòu)決定了其切邊整形順序的不同，其成形順序?yàn)椋荷夏Ｏ滦小鷫毫习鍓毫稀蔚秹K整形→整形完成→上模繼續(xù)下行→整形刀塊充當(dāng)壓料作用→切邊刀塊切除廢料→切邊完成→開模。工作順序?yàn)橄日魏笄羞叄鐖D7所示。開模過程中切邊刀塊先離開下模，整形刀塊隨著彈簧力的恢復(fù)而離開下模。

圖7 浮動(dòng)式刀塊切邊整形過程

（3）優(yōu)缺點(diǎn)分析。

浮動(dòng)式刀塊很好的解決了固定式的強(qiáng)度差及回彈變形的缺陷，但由于其整形刀塊整形力來源于彈性元件，故對(duì)于整形量大的制件適應(yīng)性差，另外由于彈性元件的連接需要導(dǎo)向、側(cè)銷等機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致整形鑲塊尺寸較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)加工成本高。

4 刃口一體式復(fù)合刀塊

（1）結(jié)構(gòu)裝配關(guān)系。

固定式與浮動(dòng)式針對(duì)的都是切邊整形復(fù)合，當(dāng)切邊翻邊工序復(fù)合時(shí)，需要加工成刃口一體式的復(fù)合刀塊。刃口一體式相對(duì)上述兩種結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有多余的輔助裝置，其整形面和切邊刃口分布在同一個(gè)鑲塊的兩側(cè)，下模翻邊外側(cè)設(shè)置切邊刃口鑲塊，結(jié)構(gòu)圖如圖8所示。

圖8 刃口一體式刀塊

（2）運(yùn)動(dòng)過程。

其運(yùn)動(dòng)過程為：上模下行→壓料板壓料→上模切邊下行→切邊刀塊切除廢料→上繼續(xù)下行→翻邊完成→開模，運(yùn)動(dòng)圖示如圖9所示。

圖9 浮刃口一體刀塊切邊整形過程

（3）優(yōu)缺點(diǎn)分析。

從圖8中可以看出，這種翻邊刀塊雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其翻邊工作部分細(xì)長(zhǎng)，模具強(qiáng)度差，另外一個(gè)下模增加的修變鑲塊，廢料掉落存在風(fēng)險(xiǎn)，需要增加類似頂出氣缸機(jī)構(gòu)。刃口一體式刀塊較困難的一點(diǎn)是：保證切邊后再翻邊。由于大多數(shù)制件翻邊高度在10mm以內(nèi)，意味著需要在10mm 范圍內(nèi)制造此切邊翻邊型面，先切斷后翻邊，翻邊刀塊及切邊刃口強(qiáng)度非常弱。增加強(qiáng)度有以下兩個(gè)方式：①拉伸造型更改，如圖10所示；②工作順序更改為：翻邊部分型面→切邊→翻邊繼續(xù)，更改動(dòng)作順序后保證了強(qiáng)度，但制件品質(zhì)差，出現(xiàn)翻邊面尖角缺陷，如圖11所示。

圖10 拉伸造型更改前后對(duì)比

圖11 翻邊后出現(xiàn)尖角

5 使用范圍

通過上面對(duì)兩種切邊整形復(fù)合刀塊和一種切邊翻邊復(fù)合刀塊的介紹，歸納出如表1 所示的優(yōu)缺點(diǎn)。結(jié)論：3 種形式的復(fù)合刀塊都有其局限性、特異性，在設(shè)計(jì)初期確定復(fù)合刀塊時(shí)需要根據(jù)制件的精度要求做出合理選擇。

表1 復(fù)合刀塊優(yōu)缺點(diǎn)

6 結(jié)束語

采用合理的切邊整形復(fù)合模具能夠有效地減少企業(yè)的生產(chǎn)成本，符合當(dāng)前形勢(shì)下的環(huán)保汽車發(fā)展規(guī)范。切邊整形刀塊有其優(yōu)勢(shì)之處，也有著較明顯的局限性。隨著生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的不斷總結(jié)歸納，制造工藝水平的不斷進(jìn)步，更多更優(yōu)秀的復(fù)合型刀塊將不斷的呈現(xiàn)出來。