文／張應生，竇鐵勇，馬寶軍，張澤坤·長城汽車股份有限公司技術中心，河北省汽車工程技術研究中心

在汽車制造行業(yè)，在前期開發(fā)過程中需要考慮多車型同時開發(fā)，來改變顧客審美疲勞帶來的銷量滯后現象，同時更有利于快速占有市場、贏得市場先機、為顧客提供多種選擇以達到獲取更大利潤的目的。為此，在模具開發(fā)階段需要對每種造型的產品單獨進行模具開發(fā)，即一種造型對應一組模具，一般情況下，每種造型需要對應三套、四套模具，甚至五套模具。雖然增加了產品造型，但是也增加了前期模具設計、制造、生產的成本。同時模具數量的增多，所需要的存儲空間也增多。如何以最小的成本來完成不同的要求，便成為汽車廠商需要考慮的重要問題。

問題概述

某車型分為城市版和越野版，其后背門內板制件也需要做出區(qū)分，主要差異點集中在制件下側法蘭及型面，兩種制件型面差異最大47mm，其他位置一致(見圖1、圖2)。按傳統(tǒng)模具設計開發(fā)流程，需開發(fā)四組16 套模具滿足生產，模具開發(fā)成本高、周期長。

方案確定及實施

⑴產品SE 分析階段：推動技術中心車身、內外飾部門將兩版本不一致的型面、安裝孔等優(yōu)化成一致，簡化型面差異，為合模創(chuàng)造條件。

⑵工藝設計階段：優(yōu)化工藝排布——兩個版本邊界一致位置共模，不一致位置針對不同版本選修，同樣實現共模生產。

⑶結構設計階段：結合已確定的工序數量和產品質量要求，確定最終方案。

①OP10 為保證產品質量，單獨開發(fā)。

②OP20 對兩版本產品無差異位置進行處理，差異點處留至后工序加工，實現OP20 模具共用。

③OP30和OP40針對城市版和越野版進行選擇性加工，設計雙懸浮式斜楔結構，從而實現模具共通化。

雙懸浮斜楔技術原理

工藝布置方案見圖3。

圖3 不同造型制件模具共用工藝布置方案

結構布置方案及工作過程

⑴OP30 結構方案。

OP20 為常規(guī)修沖方案，在此不做詳細介紹。OP30針對兩種版本制件差異位置設計懸浮選修斜楔，主要結構分為5 部分，見圖4。

圖4 OP30 工序懸浮斜楔主要結構圖

①上模斜楔本體，包含修邊刀，與下模配合的精導向，壓芯安裝位置及相關附件；與下模固定鑲塊配合完成修邊工序。

②上模斜楔壓芯，生產城市版時完成壓料動作，避免帶料情況發(fā)生。

③上模選修驅動機構，包含氣缸、驅動本體等，決定上模斜楔是否運動的部件。

④下模固定鑲塊，與上模斜楔配合完成修邊工序。

⑤托起彈簧，生產越野版時將上模斜楔本體托起，避免干涉制件。

下模為固定模式，與需要修邊的制件造型(城市版)型面相符型，當生產越野版本時，此位置無工作內容，并且與制件不干涉，如圖5 所示。

圖5 OP30 生產不同版本制件時制件與下模的狀態(tài)

⑵OP30 工作過程。

①生產越野版本制件時工作狀態(tài)見圖6，懸浮斜楔處于回退狀態(tài)，墊車通過方形壓板安裝于上模座，在豎直方向上與上模座保持相對靜止，隨著上模座上下運動。當生產有備胎狀態(tài)制件時，需要此活動部件進行避讓，上模活動結構處于非工作狀態(tài)。墊車氣缸處于收縮狀態(tài)，墊車氣缸將墊車拖回，上模座向下運動時與墊車接觸，但由于墊車與斜楔之間存在距離，因此無法將力傳遞至斜楔，選修氮氣缸無法壓縮。所以，上模座在下行的過程中，在托起彈簧的作用下，斜楔相對壓料芯保持靜止，側壓料芯與修邊鑲塊不會與下模接觸，避免了與制件的干涉，將該位置廢料保留至OP40。

圖6 越野版制件生產時OP30 斜楔工作狀態(tài)

②生產城市版制件時，OP30 上模活動結構處于工作狀態(tài)，見圖7。氣缸處于頂出狀態(tài)將墊車推出，上模座向下運動時與墊車接觸，將力傳遞至斜楔本體，選修氮氣缸壓縮，斜楔本體帶動側壓料芯和修邊刀塊向下運動，托起彈簧壓縮，側壓料芯與下模凸模接觸壓緊制件，側壓料芯氮氣缸壓縮，此時上模座繼續(xù)向下運動與下模固定鑲塊修邊刃口配合，將OP20 剩余的廢料切斷，完成城市版制件的生產。

圖7 城市版制件生產時OP30 斜楔工作狀態(tài)

⑶OP40 結構方案。

圖8 為OP40 針對不同版本設計的懸浮斜楔，主要結構分為6 部分：上模選修驅動機構，包含氣缸、驅動本體等；下模Z 向驅動墊車；下模水平換向墊車；下模斜楔本體，包含凸模修邊刃口與下模配合的精導向等相關附件；上模修邊斜楔本體；固定于下模的上模修邊斜楔驅動結構。

圖8 OP40 工序懸浮斜楔主要結構圖

⑷OP40 工作過程。

①當生產越野版本制件時，需要將OP30 沒有切除的廢料切斷，其下模為浮動模式，頂起狀態(tài)與需要修邊的制件造型(越野版)型面相符型；當生產城市版時，此位置斜楔不頂起，與制件不干涉。OP40 生產不同版本制件時制件與下模的狀態(tài)見圖9。

圖9 OP40 生產不同版本制件時制件與下模的狀態(tài)

②生產越野版制件時，上模部分氣缸帶動斜楔1水平運動至工作狀態(tài)，此時斜楔驅動塊開始工作，壓縮斜楔2 豎直運動，再通過驅動導板驅動斜楔3 水平運動，通過驅動導板驅動斜楔4 斜向上運動至工作狀態(tài)(下模到位)。上模向下運動，斜楔5 通過安裝在下模的驅動塊斜向下運動，與下模到位斜楔4 刃口配合完成切斷工作，見圖10、11。

圖10 越野版制件生產時OP40 工序斜楔及其運動順序

圖11 越野版制件生產時OP40 工序斜楔工作狀態(tài)

③生產城市版本制件時，由于該位置廢料已在OP30 切斷，所以OP40 工序僅需要在差異位置設計讓位即可。如圖12 所示，此時上模斜楔1 在氣缸的作用下水平移動，使斜楔驅動塊相互錯開，這樣斜楔2在生產過程中就不會產生運動，之后的所有斜楔也都處于靜止狀態(tài)，當上模到底時，雖然斜楔5 依然會到達工作狀態(tài)，但由于制件位置低于斜楔5 的工作狀態(tài)，且沒有斜楔4 的配合，所以斜楔5 只是空運行，不會對制件產生任何影響。

圖12 城市版制件生產時OP40 工序斜楔工作狀態(tài)

結束語

本文主要針對多版本車型在開發(fā)過程中制件局部差異，闡述了實現模具共用的解決思路及結構設計方案，有針對性地提出一種新的結構形式，使用一組模具能夠生產不同版本制件，既減少了模具的開發(fā)數量；同時也有效地降低了模具的開發(fā)成本，提升了現場的生產效率。此種結構方案已經過批量生產驗證，狀態(tài)穩(wěn)定，符合生產要求。