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        側(cè)圍油箱口浮動切換斜楔模具設(shè)計

        2022-07-26 05:28:18宋鐵明
        模具制造 2022年6期

        王 闖,宋鐵明

        (一汽模具制造有限公司,吉林長春 130013)

        1 引言

        隨著新能源汽車快速發(fā)展,外覆蓋件造型和結(jié)構(gòu)功能變化大,沖壓模具需不斷改進(jìn)以滿足制件需求。根據(jù)充電式和換電式的續(xù)航方式不同,新能源汽車側(cè)圍外板一般為有、無油箱口的2種制件,至少需多設(shè)計制造3 副以上模具,滿足2 種側(cè)圍外板生產(chǎn)。對于此類制件,改進(jìn)工藝和模具結(jié)構(gòu)以降低成本,滿足一副模生產(chǎn)兩種側(cè)圍的生產(chǎn)需求。

        本文介紹某電動車型側(cè)圍油箱口區(qū)域采用浮動切換斜楔的新形式,詳細(xì)闡述工藝設(shè)計和機(jī)構(gòu)工作過程。

        2 油箱口處工藝分析

        圖1所示為某車型右側(cè)圍外板,其中含油箱口的側(cè)圍外應(yīng)用于充電型電動車,無油箱口的側(cè)圍外板應(yīng)用于換電型電動車,以滿足不同續(xù)航形式的電車車型。側(cè)圍外板材料St17E+Z-50/50-O5,料厚0.7mm,屈服強(qiáng)度σs=145MPa,抗拉強(qiáng)度Rm≥292MPa,制件尺寸3,405×1,340×420mm,兩種側(cè)圍的區(qū)別僅在是否含有油箱口。

        圖1 右側(cè)圍外板

        經(jīng)分析,側(cè)圍尾部油箱口在拉伸后采用3 工序成形[1],分別是:①直修邊→②側(cè)翻邊→③斜修邊,工藝排布如圖2 所示。3 工序均采用切換機(jī)構(gòu)。①、②工序采用正常切換機(jī)構(gòu),保證實(shí)現(xiàn)油箱口切除和整型,滿足切換要求,生產(chǎn)平穩(wěn);③工序采取新工藝和模具結(jié)構(gòu)方案,實(shí)現(xiàn)浮動斜楔切換,滿足精修邊。

        圖2 工序排布

        對于③工序,根據(jù)油箱口造型,設(shè)計側(cè)修角度為40°,角度較大,采用側(cè)壓料,保證油箱口周圈20mm范圍內(nèi)全型面壓料,對應(yīng)凸模鑲塊,給定大致范圍,方便現(xiàn)場調(diào)試整改。

        3 浮動切換斜楔結(jié)構(gòu)設(shè)計

        3.1 機(jī)構(gòu)設(shè)計

        為實(shí)現(xiàn)③工序工藝內(nèi)容,設(shè)計浮動切換斜楔主要由切換滑塊和浮動修邊裝置兩大部分構(gòu)成[2],主要組成部分和運(yùn)動方向如圖3和圖4所示。

        圖3 浮動切換機(jī)構(gòu)軸測圖

        圖4 軸側(cè)分解圖

        裝配時,將件1及附屬件從上壓料板背部安裝,件2、件3及附屬件從上壓料板正面安裝,通過件4連接,實(shí)現(xiàn)浮動斜楔掛在上壓料板內(nèi),且通過導(dǎo)柱襯套在壓料板內(nèi)實(shí)現(xiàn)上下活動。件5固定在上壓料板背面。件6切換滑塊通過氣缸驅(qū)動,實(shí)現(xiàn)工作與回程兩種狀態(tài)。

        設(shè)計工作行程時,修邊刃入3mm時形式最優(yōu)。根據(jù)制件造型設(shè)計側(cè)壓料板行程15mm,保證提前10mm壓料。設(shè)計件5行程40mm,保證件3回程后能完全縮回上壓料板內(nèi),且預(yù)留10mm 余量防止浮動斜楔由于慣性碰傷制件。設(shè)計保證件5 回程力FB>G(浮動斜楔重力分力)+f(摩擦力)。件6 行程滿足在生產(chǎn)無油箱口側(cè)圍時脫離工作即可。

        3.2 工作過程

        在保證大角度斜修,完成修邊切換的前提下,保證生產(chǎn)無油箱口側(cè)圍時不修邊,側(cè)壓料板和修邊凹模需完全縮回上壓料板內(nèi)。采取浮動斜楔安裝在上壓料板的形式,大大減少占用空間,有效降低模具閉合高度。

        當(dāng)壓料板到下死點(diǎn)時,切換滑塊和浮動裝置形成剛性接觸,實(shí)現(xiàn)修邊;反之,兩者脫離不接觸,實(shí)現(xiàn)不修邊。

        如圖5所示,當(dāng)壓機(jī)運(yùn)行至上死點(diǎn)時,側(cè)壓壓料板行程釋放,回程氮缸釋放,根據(jù)行程關(guān)系,浮動斜楔縮回上壓料板內(nèi),在上壓料板接觸工序件之前能保持縮回狀態(tài),不會接觸工序件。

        圖5 上死點(diǎn)工作狀態(tài)

        如圖6所示,在生產(chǎn)有油箱口側(cè)圍外板時,切換滑塊運(yùn)行至工作狀態(tài)。當(dāng)壓機(jī)運(yùn)行至下死點(diǎn)過程中,上壓料板開始壓料,支撐座與切換滑塊行程剛性接觸,回程氮缸和側(cè)壓料板相繼被壓縮,直至修邊完成。

        圖6 修邊時下死點(diǎn)狀態(tài)

        如圖7所示,在生產(chǎn)無油箱口側(cè)圍外板時,切換滑塊運(yùn)行至脫離狀態(tài),上壓料板壓料后,支撐座與切換滑塊不接觸,浮動斜楔始終保持行程釋放狀態(tài),縮回上壓料板內(nèi),保證工作過程中不接觸工序件。

        圖7 不修邊時下死點(diǎn)狀態(tài)

        3.3 特點(diǎn)及注意事項(xiàng)

        此浮動切換斜楔設(shè)計,有效地實(shí)現(xiàn)大角度斜修邊機(jī)構(gòu)的切換,空間緊湊,能有效控制模具高度。采用浮動斜楔提升干涉曲線的通過空間,提高生產(chǎn)自動化程度。采用自鎖氣缸作為切換機(jī)構(gòu)動力源,保證切換到位準(zhǔn)確性,并能鎖定以防生產(chǎn)沖擊產(chǎn)生竄動。設(shè)計中可設(shè)計切換指示裝置,防止人為誤操作。

        本機(jī)構(gòu)設(shè)計優(yōu)勢在于采用浮動斜楔掛在上壓料板內(nèi),上下雙活,通過切換機(jī)構(gòu)兩種到位狀態(tài),與浮動斜楔形成剛性接觸,從而完成修邊。

        實(shí)際生產(chǎn)中,機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn),模具各項(xiàng)狀態(tài)良好,油箱口附件側(cè)壓料板著色良好,面品質(zhì)量合格,如圖8所示。無油箱口側(cè)圍面品質(zhì)量沒有切換機(jī)構(gòu)沖擊痕,棱線清晰無壓傷。

        圖8 面品質(zhì)量及著色率

        4 結(jié)論

        本文介紹此新型浮動切換型斜楔,相比傳統(tǒng)油箱口勾修設(shè)計,減小機(jī)構(gòu)空間,有效控制模具高度。提高自動生產(chǎn)節(jié)拍,實(shí)現(xiàn)大角度斜楔切換。經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證此設(shè)計實(shí)現(xiàn)了側(cè)圍有、無油箱口的兩種制件的斜修復(fù)雜工藝內(nèi)容,適用于空間受限的模具,為此類側(cè)圍外板油箱口提供新的工藝方式和模具結(jié)構(gòu)參考。

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