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)

【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。

关键词：垂直翻边；复合翻边;侧翻边;模具
1    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。
( C  Z  j2 d) a: v2    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。
2 q8 }2 `" X; l! N3 C    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处为制件“]”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。
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( U* K8 P3 D4 e. c) d  ^8 h: u- n3    复合翻边机构各部件用途及介绍
2 r( `, h( S% N& s3 h6 p    图2所示为冲压模具的复合翻边机构，其构成中包括垂直翻边部分、侧翻边部分、压料装置、上模座1 和下模座7,其特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 置在压料装置和侧翻边部分之间。
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# n9 f0 f* u: w9 k) X    垂直翻边部分包括小压料芯氮气弹簧3、小压料芯4、垂直翻边镶块5、凹模平衡块和凸模平衡块,小压 料芯氮气弹簧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。
, @# G" h- y1 S- T9 }    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 边镶块丨丨固定在下模滑车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。
    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。
' ], g9 A3 C- I# B# z2 `# u4 |9 c    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7’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 侧翻边镶块9相撞，损坏模具。采用活动的侧翻边镶块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。当小压料芯氮气弹簧提供的压力大于翻边力时 候才能实现垂直翻边，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所示。
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: f$ y3 n/ [# L$ \  _/ }6    结束语
    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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