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门板总成扣合模结构设计及细节分析
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2 S% p9 ], t3 d* U5 b4 Z3 v作者：郑朝锋 来源：AI汽车制造业
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在整车车型开发中，发动机盖内外板总成、左右车门内外板总成、背门内外板总成等的压合方式，不是靠滚压成形就是靠扣合模具把它们压合在一起。滚压成形需要有专门的滚边机，对汽车厂家来说设备投入费用比较高，效率却比较低。设计专门的扣合模具可以节约成本、提高效率，非常实用。 " X/ z" @, |0 R/ P; s
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工艺分析 5 ~. Z+ x- E1 o, o- i
! w# {' x. z3 N& s$ ?8 ^6 _某车型前门内外板如图1所示，由前门内板、前门外板两个零件通过扣合模具压合而成。压合部位工作过程如图2所示。 + z+ P/ z! e) R T( R
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扣合模首先要把外板通过预弯镶块预弯成一定角度后，再通过成形凸模把内外板压合在一起。外板数模在进行扣合之前的翻边工序设计时，一般要有0.3～0.5mm的过翻，以保证在扣合过程中的过翻量，预弯镶块预弯角度通常取零件总扣合角度的1/2。
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. \4 e/ e9 B# q3 y+ R预弯斜楔
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8 G0 t) P+ X G8 L, M扣合模最主要的工作部件就是预弯斜楔。先前各企业设计的扣合模具预弯斜楔不是标准化的。图3所示为日本三协公司生产的标准预弯斜楔，克服了非标预弯斜楔的种种不足，达到了同组预弯斜楔同步运动的目的。其工作过程是驱动块1驱动翻转块2沿30°角的方向摆动，驱使预弯镶块安装座3及预弯镶块4对零件进行预弯，到达预弯位置之后，再沿特定的角度返回到原来的位置。驱动块继续下行27.4mm到达模具下死点，最后这27.4mm用来保证成形凸模与预弯镶块之间尽量不产生干涉。& k# [8 z( f; U2 N( [" ^. K
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模具结构设计 + G% R- U# Q/ P) q+ U x0 E- x; R
. z! ]# M- \$ H6 j$ ^3 H1．下模结构设计
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5 f, ?1 g( t* C( L3 R5 I图4所示为下模座结构，模具的工作过程如下： 5 T) Y4 t* V5 B" N$ m7 V; j- Y
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把前门内板通过特定的角度装入前门外板打胶之后，通过送件滚轮托架10推动到举升器滚轮托架合件12上面，当组装好的零件遇到限位器13之后，转动换向阀16，举升器滚轮托架合件12向下运动，把内外板合件放入压合凹模6里面，此后要转动换向阀17使限位器13退回，从而不影响零件的送出。 4 F" U$ U. F6 ]$ R2 O+ [2 w. I: T/ R0 c
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. ~! h0 R( C2 c F! E" N压机在向下运动的过程中通过预弯斜楔7驱使预弯镶块安装座9及预弯镶块8把外板预弯成一定的角度，然后压合凸模在压机的作用下把内外板压合在一起。在压机打开之后转动换向阀16，举升器滚轮托架合件12向上运动，到位之后通过出件滚轮托架合件11取出车门内外板总成。转动换向阀17使限位器13翻转到挡料位置，当新的零件到来之后又开始下一个工作循环。 ( s3 Z. M* M7 Y
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下模设计时需要注意： ' b4 D* i- d) F* d) _2 S# L; g
: F' ?% ^6 [- t, e* ^2 M& U（1）由于模具的长宽尺寸为2660mm×1980mm，把模座厚度设计为200mm左右，既能够保证铸件的强度，又节约铸件材料。
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/ |& A; @% ^% X) G! c- f（2）送出件滚轮托架合件尽量做成高度可以调节的形式，使零件在送入取出时尽量满足操作工的操作习惯，另外考虑到模具的运输情况，送出件滚轮托架合件不要伸出模具太长。 ; t: u) h7 o" O8 o# Q
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' d; O* z9 y5 a1 o& A（3）由于车门框附近门板比较薄弱，在预弯的过程中容易引起变形，需要在窗框的内缘增加挡料板。 / B% a+ f2 y2 ^1 z. T" i; V, T
6 O7 n3 v, }+ Q- i（4）零件导轨也要做成开口可调的，可以调接零件的预导向。 # V; |7 K1 V- K( i% T3 z8 i
, d2 w, z. f" L8 b: l（5）气路系统如图5所示，设计时以下几点需要注意：
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1）由于翻转气缸不自带转接头，要考虑好翻转气缸19与顶升气缸20的接口是RC1/4，还是RC3/8。
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2）由于要控制零件顶起与落下时的加速度，防止零件变形，顶升气缸20与两位四通阀21之间要增加节流阀24。
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3）为减小换向过程中的噪声，二位四通阀21要增加消音器22。
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5 S- V7 O! Q3 ^2 A6 q4）为保证随时换向的可行性，需要增加三通接头25与气路接头23，通过一根气管与压机连接起来。 7 f5 w3 O }/ o% W Z; P
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2．上模结构设计 . Z$ H9 R" w8 y
/ F8 t$ ~3 ? a/ V- @+ N上模结构如图6所示，图7为压料器详细图。在预弯镶块工作之前，压料器通过导正销与内板导正，通过压料爪作用于内板型面上，提供扣合零件所需的压料力，在预弯镶块进行预弯之后，压合凸模从冲压方向压下直至下死点。
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上模设计注意事项：
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3 I9 p8 n% B9 h* u% c W（1）原先设计的压料器设计有弹性元件作用于压料器上，提供扣合零件所需的压料力，经过长期的实践证明，压合模所需要的压料力很小，设计弹性元件不仅没有太大作用，而且还容易把外板零件压伤，影响零件表面质量，所以现在我们在压合模的压料器中基本不设置弹性元件，只采用压料器的自重压料即可。
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! O! W1 W) I- c2 Y" }（2）压料型面不需要太大，只需间隔一段距离设置压料爪即可。 & e9 @9 ]( V* q6 W/ |
0 V6 ^2 ?1 v1 X! s% `0 s; u（3）压料器与下模之间要增加限位器，有了限位器与下模相互作用，才能够保证压料器不把零件压伤。然而由于限位器不能穿过零件型面，所以有些限位器只能以限位爪的形式穿过压合凸模安装座与下模相作用。
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（4）压料器通过导柱与上模导向，同时导柱又充当卸料螺钉的作用。
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0 A- S9 W7 N/ C+ P! Q3 w（5）由于压料器上安装的零件导正销装配的过程中经常调节，所以零件导正销在设计时尽量做成左右方向都可调节的形式，方便模具调试。
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a: P; t$ F2 z- d% ?（6）原先的扣合模具，压合凸模是由一整块铸造空冷钢来充当。现在我们把压合凸模设计成多个镶块的形式，既节约材料、降低成本，又方便维修。 ( O5 J" L# _/ K5 r/ r& h$ }; }
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结语
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该模具生产出来之后，以其轻巧的外形，便捷的加工，稳定可靠的性能，简单的操作，赢得了用户的一致好评。(end) |
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发表于 2010-7-2 13:08:38