复合翻边机构在汽车模具上的应用

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复合翻边机构在汽车模具上的应用

吕军旺，肖缓，赵彦博

长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心（河北保定    071000)

3 V( ~: e' W$ n【摘要】一种冲压模具的复合翻边机构，用于实现工件型翻边的一种冲压成形，其构成 中包括垂直翻边部分、侧翻边部分、压料装置、上模座和下模座，其特别之处在于将垂直翻 边和侧翻边模具组合在一起，它们共用一套压料装置，所以垂直翻边部分布置在压料装置 和侧翻边部分之间。该模具独立完成“]”型翻边结构的冲压成形，有效降低了制件制造成 本，减少了原加工方法的重复安装及操作步骤，从而有效提升生产效率。
. f$ }: k% K# y& X关键词：垂直翻边；复合翻边;侧翻边;模具
' G+ \0 Y" l5 w$ O( d' I& R1    引言
    随着汽车制造技术的不断进步，整车外观质量也 越来越受到消费者的重视，一方面为得到连续顺滑的 视觉效果，汽车车身覆盖件的成形大多是通过模具冲 压工艺实现，另一方面为适应整车造型要求，车身覆 盖件的结构趋势向复杂化发展。目前许多汽车车身 覆盖件都有“]”型式翻边结构，对此翻边结构的冲压 加工过程包括垂直翻边和侧翻边两道工序，需要由两套模具和冲压设备完成，这不仅增大了模具开发和设备购买成本，而且在工件安装盒设备调试方面存在重 复操作步骤，影响了生产效率的提高。
- e0 `3 O! P' x- N2 [/ `2 m# s0 a2    适用范围
    本机构一般适用于制件带有型结构的冲压制 件，但由于冲压线体限制，模具工序排布只能由4副模具完成。
    图1所示为冲压制件造型整体图与冲压制件局部 截面线.其中B处为飼件*T型翻边结构，需通过本论 文所涉及结构完成冲压制件的工艺排布及冲压完成。

3    复合翻边机构各部件用途及介绍
) a$ _5 z7 q- u3 @% R) a3 U    图2所示为冲压漠具的复合翻边机构，其构成中包括垂直S边部分、釣S边部分、压料装置、上模座1 和下模座入其持征是垂直翻边和侧翻边模具组合在一起它们共用一套压料装置.其中垂直翻边部分布置在压料装置和翻边部分之间

5 q2 B- k! |& i, P% ^    垂直翻边部分包括小压料芯氮气弹簧3、小压料芯4、垂直翻边讓块5、凹模平衡块和凸模平衡块，小压 料芯氮气弹賛3上端固定在模具上模座1上，下端与小压料芯4顶面固定连接，小压料芯4顶部与垂直翻 边镶块5固定连接，在小压料芯4顶部前后两侧均设 有凹模平衡块，凹模平衡块与凸模平衡块匹配，其中凸模平衡块固定在模具下模座相应位置。
8 @( v/ K* m# l5 }+ b. w( u    侧翻边部分包括驱动块6、下模滑车10、滑车侧翻 边镶块11、侧翻边镶块9和侧翻边斜楔8,其中驱动块 6上端面固定在模具上模座1上，下端设有与下模滑 车10、侧翻边斜楔8匹配的驱动斜面，下模滑车10与 固定在下模座滑车7上的斜楔导滑板配装，滑车侧翻 边镶块11固定在下模滑车10左侧，侧翻边镶块9固定 在侧翻边斜楔8的左侧，侧翻边斜楔8与固定在模具 下模座7上的斜楔导滑板配装。
' X. Y1 F! u2 k) C/ E5 H    压料芯装置包括大压料芯氮气弹簧2和大压料芯 13,大压料芯氮气弹簧2上端固定在模具上模座1上， 下端与大压料芯13顶面固定连接，大压料芯13型面 与制件12接触面形状匹配。
( @# e% `: O: w1 W3 x- H    该机构将常规垂直翻边模具与斜楔结构的侧翻 模具结合在一起，通过共用的压料装置对工件压紧定 位，由垂直翻边部分完成工件的垂直翻边加工，通过 凹凸平衡块的配合实现小压料芯的行程控制，由侧翻 边部分完成工件的侧翻边加工，采用活动镶块很好的 解决了垂直翻边和侧翻边装置相撞的问题，本机构由 一副模具独立完成“]”型翻边结构的冲压成形，有效 降低了制件制造成本，减少了原加工方法的重复安装 及操作步骤，从而使生产效率显著提升。
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4    机构工作过程
     带有“]”型翻边结构的压型工件完成垂直翻边之 后还要进行侧翻边，因此当模具完成垂直翻边之后还 要继续进行工作，上模还要向下运动。如果将侧翻边镶块9直接固定在上模座1上，垂直翻边镶块5就会与 侧翻边镄块9相撞，损坏模具。采用活动的侧翻边禳 块9很好地解决了.垂直翻边和侧翻边镶块相撞的问题，本论文涉及垂直翻边镶块5固定在小压料芯4下 面，为了得到柔性的翻边力，使用氮气弹簧3作为压料 源。当小压料芯M气弹簧提供的压力大于翻边力时 候才能实现直翻边，垂直翻边力计算公式：


    以此作为氮气弹簧参数选择依据。另外在小压 料芯4的前后两侧各装配一对凹凸平衡块，当垂直翻 边完成后，凹模平衡块与凸模平衡块接触，小压料芯4 及垂直翻边镶块5下行动作被阻止，上模1继续向下 运动，由驱动块6配合侧翻边斜楔8及侧翻边镶块9完成工件的侧翻边工作。

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5    机构运动过程
当上模开始向下运动时，驱动块6随着上模向下运 动，驱动块6驱动下模滑车10向后运动，下模滑车10运 动到指定位置时上模继续向下运动，大压料芯13压料 后垂直翻边镶块5开始翻边，当垂直翻边到位时，小压 料芯4上的凹模平衡块与下模对应的凸模平衡块接触, 小压料芯氮气弹簧3开始压缩，当垂直翻边向下完成 10mm以上翻边距离时，驱动块6驱动侧翻边斜楔8开始 运动，侧翻边镶块9开始侧翻，模具达到闭合高度时侧 翻边完成，由此在一套模具上实现成形工件的垂直翻边 和侧翻边作业。具体工作过程如图3、图4、图5。
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, A) J9 ~7 s) i, b+ c6    结束语
  C+ x7 Z% f3 g. o( n9 }% l& h7 c  i( o    本文对复合式翻边机构的适用范围及工序排布， 工作过程等方面进行了阐述，这种翻边机构主要结合 垂直翻边和侧翻边工作特点，组合在一副模具完成翻 边工作，依靠小压料芯与氮气弹簧及凹凸模装配的平 衡块限制垂直翻边镶块作业高度，最后再通过下模滑 车实现侧翻工作，最终实现制件的“]”翻边工作。
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