东风模具：行李箱外板浮动整形模设计

0引 言

作为轿车开启件之一的行李箱外板，通常采用5道冲压工艺成形，为了节约成本拟采用4道冲压工艺成形。由于该行李箱外板为C形零件，在最后2道工序必须采用特殊模具结构实现零件成形，现介绍第3工序的工艺内容。

1行李箱外板第3工序分析

1.1 零件工序内容

零件成形的4道工序分别为拉深、侧修边冲孔、翻边侧整形、翻边修边冲孔。第3工序为翻边侧整形，如图1所示。

图1 工序内容

1.2 工艺难点及对应分析

通过工序内容分析，发现第3工序中有1个难点需要解决：由于大法兰边翻边长度较长，普通翻边时零件翻边面的波浪和起皱问题无法解决。为减小翻边面的起皱和波浪、保证翻边面的平整，采用翻边夹持工艺，如图2所示。

图2 翻边工艺

该工序模具结构存在以下3个难点需要解决。

（1）在完成大法兰面侧翻边时，还需要同时完成4处凹坑与1处法兰面的整形。在常规模具设计中，通常需要2个不同的斜楔结构实现，但这2个斜楔之间相互干涉，无法同时完成整形。

（2）由于大法兰面上存在4处凹坑与1处法兰面负角，活动凹模无法沿大法兰面侧翻边的冲压方向退出，只能沿水平方向退出。

（3）由于该零件为C形，滑块回退方向不能完全退出零件，否则凸模强度无法保证。使用机械手沿图3所示方向将零件取出后再垂直向上抬起，从而完成零件的脱模。

图3 零件取件方式

2第3工序模具结构设计

2.1 模具工作过程

模具结构如图4所示，通过安装在吊楔滑块1上的翻边凹模12进行翻边，同时整形凸模10在浮动凸模13和顶杆11的推动下实现了垂直于零件法兰方向的整形。通过夹持镶件9和斜楔3的作用实现了翻边零件品质和自动化取料的需求。

图4 模具结构

1.吊楔滑块 2.压料板 3.斜楔 4.上模座 5.下模座 6.翻边凸模 7.斜楔滑块 8.氮气缸 9.夹持镶件 10.整形凸模 11.顶杆 12.翻边凹模 13.浮动凸模

2.2 下模设计

2.2.1 夹持镶件设计

夹持镶件9在下模氮气缸的推动下沿箭头Ⅰ方向往复运动，夹持镶件9运动至与前工序的工序件齐平，斜楔滑块7沿箭头Ⅱ往复运动（方便取件），如图5所示。

图5 夹持镶件和滑块

夹持镶件在下模座中采用导板+斜楔压板导向，采用氮气缸复位。为防止侧翻边镶件造成滑块偏转，在夹持镶件前部增加了2处反侧导板，如图6所示。同时为了保证在侧整形过程中凹坑与后部法兰边形状的准确性，需要在夹持镶件上设计镦死块，避免后期模具限制器高度的调整导致凹坑与后部法兰边形状的不确定性。为了保证夹持镶件行程的准确性与安全性，在底板上还设计了行程限位盖板与安全螺钉。

图6 夹持镶件

2.2.2 斜楔滑块设计

斜楔滑块在下模座中依靠驱动导板和氮气缸提供的动力进行往复运动，如图7所示。由于零件形状与冲压角度的限制，如果按正常冲压，斜楔滑块需完全避开零件，并保证机械手能直接垂直取件，斜楔行程需要75 mm，此时滑块滑配部分的凸模盖板强度差（壁厚不到2 mm），凸模无法满足直翻边的要求。将斜楔滑块行程设定为16 mm，机械手沿斜向将零件拔出后再垂直向上取出，完成零件的脱模，该结构设计凸模满足直翻边的工作状况。

图7 斜楔滑块运动分析

（a）正常冲压斜楔滑块运动 （b）更改后斜楔滑块运动

2.3 上模设计

上模由上模座、压料板、斜楔、浮动凸模等主要部件组成，为使压料板研合方便，设置了4个锥形平衡块。

2.3.1 吊楔滑块和浮动凸模的设计

吊楔滑块1在下模斜楔驱动导板的推动下沿箭头①方向往复运动，浮动凸模13在下模斜楔驱动导板的推动下沿箭头②方向往复运动。为了保证吊楔滑块顺畅复位，在其上设计了辅助回程用的氮气缸。因吊楔滑块体积大，在吊楔滑块上设置了2处中心滑板与2处安全螺钉，以保证该吊楔滑块工作的平稳性与安全性。

如图8所示，浮动凸模在吊楔滑块1中采用导板+斜楔压板导向，采用氮气缸回位，限位块限位。浮动凸模13通过安装在翻边凸模6上导板的作用下，通过顶杆11推动整形凸模10在侧翻边的同时，完成凹坑整形。为了保证顶杆在运动过程中的精确性，在翻边凸模与吊楔滑块中都设置了导套，同时将顶杆与导套的滑配间隙设置为单边0.05 mm（压料板用导柱与导套的滑配间隙）。

图8 浮动凸模工作原理1.吊楔滑块 6.翻边凸模 7.斜楔滑块 10.整形凸模 11.顶杆 12.翻边凹模 13.浮动凸模

2.3.2 压料板设计

压料板需要在上模侧翻边镶件与下模夹持镶件开始接触前10 mm将零件压住，根据模具行程关系，设定压料板行程为157 mm。

▍原文作者:陶智杜华

▍作者单位：东风模具冲压技术有限公司 模具分公司

来源：MouldDaily模具天天报