潘遠安 任闖 張敏 李文革 李鵬宇

基金項目：吉林省教育科學(xué)院“十四五”規(guī)劃2023年度一般課題“市域產(chǎn)教聯(lián)合體下機械類人才培養(yǎng)模式研究與實踐”（項目編號：GH23828）；2023年度吉林省職業(yè)教育科研課題“區(qū)域下汽車類產(chǎn)教聯(lián)合體建設(shè)研究與實踐（2023XHY179）”；2024年度長春汽車職業(yè)技術(shù)大學(xué)校級課題“聚氨酯壓料在修邊模具中的應(yīng)用及修復(fù)研究（XJKY202412）”。

摘要：為了降低汽車企業(yè)生產(chǎn)成本，提高各車型生產(chǎn)效率，基于汽車主機廠多個生產(chǎn)平臺，介紹四角側(cè)翻邊兩種方式 、前端及后角側(cè)翻邊方式 、兩側(cè)側(cè)翻邊方式和三側(cè)側(cè)翻邊方式五種不同翻邊形式的發(fā)動機罩外板翻邊機構(gòu)，并深入討論這五種能夠在同一工序完成所有翻邊工作的退件結(jié)構(gòu)及其優(yōu)缺點，可節(jié)約模具生產(chǎn)成本約110萬元，達成節(jié)約成本的目的，也為設(shè)計者在后續(xù)發(fā)動機罩外板模具優(yōu)化工序數(shù)及退件機構(gòu)選用提供參考。

關(guān)鍵詞：發(fā)動機罩外板；短工序；翻邊；退件機構(gòu)

隨著汽車市場競爭激烈化，各車企都開啟價格戰(zhàn)，隨之而來的就是車企的成本壓力[1，2]。沖壓模具作為車型開發(fā)中一項較大的投資，是降低成本的重中之重。而縮短沖壓模具工序數(shù)是沖壓模具降低成本最直接有效的方式[3]。

發(fā)動機罩（簡稱發(fā)罩）外板是外覆蓋件中較為重要的一個零件[4]。發(fā)罩外板模具投資較多且制造工藝簡單，是縮短沖壓模具工序（簡稱短工序），降低模具投資的突破口[5～7]。

由于發(fā)罩外板的形狀及壓合工序?qū)Ψ吔嵌鹊囊螅斐砂l(fā)罩外板翻邊時局部或大部分區(qū)域需要進行側(cè)翻邊，而側(cè)翻邊工序的退件方式就成為影響發(fā)罩外板模具工序數(shù)的一個重要因素。本文對短工序的發(fā)動機罩外板模具采用的翻邊退件方式分別進行介紹。

翻邊退件機構(gòu)介紹

1.“四角側(cè)翻”形式

“四角側(cè)翻”形式是指發(fā)罩與前大燈搭接處及鉸鏈位置為側(cè)翻邊，其他位置為直翻邊的發(fā)罩外板翻邊形式，如圖1所示，其中方框內(nèi)區(qū)域為側(cè)翻邊，其他位置為直翻邊。此種形式是最常見的發(fā)罩外板翻邊形式。

圖1 “四角側(cè)翻”發(fā)罩外板

“四角側(cè)翻邊”形式的發(fā)罩外板可以采用如圖2所示的退件方式進行翻邊退件，圖2中標s的部分為固定凸模，標a的部分為活動鑲塊。在翻邊后取件時，活動鑲塊由氣缸驅(qū)動沿箭頭方向向內(nèi)運動，脫離制件側(cè)翻邊，機械手將制件取走。

圖2 “四角側(cè)翻”發(fā)罩外板退件機構(gòu)

優(yōu)點：節(jié)省工序，可以在同一序完成所有翻邊內(nèi)容。

缺點：固定凸模與活動鑲塊接縫位置強度不良。

當空間不足以布置圖2形式退件機構(gòu)時，可以采用如圖3所示的形式。圖3中標b的部分為活動凸模（用作活動鑲塊驅(qū)動），標a的部分為活動鑲塊。此機構(gòu)工作過程如圖4所示，壓件時，上模壓料板向下運動，壓到活動凸模b上，使活動凸模b向下運動，活動凸模b通過導(dǎo)板與活動鑲塊a連接，使活動鑲塊a沿線1方向移動，在開始翻邊前活動凸模b及鑲塊a到達工作位置；退件時，上模壓料板抬起，活動凸模b及鑲塊a通過氮氣缸驅(qū)動沿線2方向運動，活動凸模b抬起，活動鑲塊a向內(nèi)運動，躲開制件側(cè)翻邊，機械手將制件抓走。

優(yōu)點：節(jié)省空間，針對尺寸較大的發(fā)罩使用；通過優(yōu)化可以在一序中完成所有翻邊工作，亦可用作更復(fù)雜的翻邊形式。

缺點：凸模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配、保養(yǎng)困難；導(dǎo)向研配困難。

2.“前端及后角側(cè)翻”形式

“前端及后角側(cè)翻”形式是指發(fā)罩與大燈、格柵連接處及鉸鏈位置為側(cè)翻的發(fā)罩外板形式。如圖5所示，方框內(nèi)為側(cè)翻邊，其他部分為直翻邊。

“前端及后角側(cè)翻”形式發(fā)罩外板翻邊序退件機構(gòu)可以選擇如圖6所示形式，標記s部分為固定凸模，標記a、b的部分為活動鑲塊。翻邊退件時，鑲塊b首先沿箭頭方向向內(nèi)移動，鑲塊b到位后，鑲塊a沿著箭頭方向向內(nèi)移動，躲開制件全部側(cè)翻邊部分，機械手將制件抓走。兩活動鑲塊接縫位置采用空開方式躲避，如圖7所示。

優(yōu)點：節(jié)省工序，可以在一序中完成所有翻邊工作。

缺點：凸模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配、保養(yǎng)困難；鑲塊接縫位置強度差，易損壞；固定凸模強度差，易損壞。

3.“兩側(cè)側(cè)翻邊”形式

“兩側(cè)側(cè)翻”形式是指發(fā)罩與前大燈、翼子板搭接位置為側(cè)翻邊，其他位置為直翻邊的發(fā)罩外板形式，如圖8所示，圖中方框內(nèi)部分為側(cè)翻邊。

“兩側(cè)側(cè)翻”形式的發(fā)罩外板翻邊退件機構(gòu)可以采用如圖9所示形式，圖中標記s部分為固定凸模，標記a、b部分為活動鑲塊。翻邊退件時，鑲塊a沿著圖10中箭頭方向向下運動，楔形導(dǎo)板平面段脫開（見圖11），鑲塊b沿圖12中箭頭方向斜向下運動，躲開制件側(cè)翻，機械手將制件抓走。

優(yōu)點：節(jié)省工序，可以在一序中完成所有翻邊工作。

缺點：活動鑲塊b質(zhì)量大，氣壓不足時，動作慢。

4.“三側(cè)側(cè)翻”形式

“三側(cè)側(cè)翻”形式是指發(fā)罩與格柵、前大燈、翼子板搭接位置全部為側(cè)翻邊的發(fā)罩外板形式，此形式是發(fā)罩翻邊最復(fù)雜的形式，如圖13所示。

“三側(cè)側(cè)翻“形式發(fā)罩外板的翻邊退件機構(gòu)可采用如圖14所示形式，圖中標記s的部分為固定凸模，標記a、b、c的部分為活動鑲塊。翻邊退件時，鑲塊a首先沿箭頭方向向上運動，與鑲塊b脫開；然后鑲塊b沿箭頭方向內(nèi)運動，鑲塊b到位后，鑲塊c通過連桿機構(gòu)由氣缸驅(qū)動斜向下運動（見圖15），鑲塊c脫開制件；最后圖14中標記1的推料裝置由氣缸驅(qū)動將制件向前推，使制件側(cè)翻邊位置躲開，機械手將制件抓走。

優(yōu)點：節(jié)省工序，可以在一序中完成復(fù)雜翻邊工作。

缺點：受制件形狀限制，必須“后大前小”，制件向前推不能存在干涉才可以使用；后部活動鑲塊c質(zhì)量大，氣壓不足時，動作慢；氣動推件后，較難保證制件位置準確；凸模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配、保養(yǎng)困難。

結(jié)語

本文針對“四角側(cè)翻邊”的兩種方式 、“前端及后角側(cè)翻邊”方式 “兩側(cè)側(cè)翻邊”方式和 “三側(cè)側(cè)翻邊”方式形式的發(fā)罩外板退件機構(gòu)進行分析，并介紹了在同一工序完成所有翻邊的退件機構(gòu)并闡述其優(yōu)缺點，基本涵蓋了發(fā)動機罩外板可能出現(xiàn)的翻邊形式。一般由四序模具縮減至三序模具，可降低成本約110萬元，不同制件節(jié)約成本亦有區(qū)別，不能一概而論。

退件機構(gòu)的目的是實現(xiàn)短工序，故本文介紹的退件機構(gòu)的優(yōu)點均為可以單序完成全部翻邊工作，而其缺點則視翻邊的復(fù)雜程度而定?；旧鲜欠呅问皆綇?fù)雜，退件機構(gòu)缺點越多。但這些缺點均非致命問題，后續(xù)可以根據(jù)發(fā)罩外板的翻邊需求進行退件機構(gòu)選擇，希望對后續(xù)車型發(fā)動機罩外板的模具設(shè)計及工藝設(shè)計時工序數(shù)設(shè)定起到一定的借鑒作用。

參考文獻：

[1] 肖鈺. 汽車產(chǎn)品生命周期內(nèi)的技術(shù)降成本方法[J].汽車工程師，2019（8）：14-17.

[2] 許天宇，馬莉，蘇傳義. 轎車車身沖壓件材料的降成本方案[J].汽車工藝與材料，2014（6）：43-48.

[3] 趙峰，王強，董杰. 門內(nèi)板前端窗框下部褶皺消除方法研究[J].汽車工藝與材料，2020（2）：31-34.

[4] 董佳玲，閆巍，徐勇. 鋁合金發(fā)動機罩外板沖壓工藝技術(shù)研究[J].汽車工藝與材料，2016（11）：8-12.

[5] 蔣磊，王龍，王大鵬. 基于短工序化的側(cè)圍外板沖壓工藝與模具設(shè)計[J].模具制造，2020（5）：15-23.

[6] 程巖. 帶充電口的翼子板工藝優(yōu)化研究[J].鍛造與沖壓，2020（4）：24-27.

[7] 徐明琦，謝文才，張鳳君，等. 載貨汽車沖壓材料降成本方法研究[C].汽車工藝與材料，2010（5）：22-26.