带切换机构的汽车顶盖外板模具设计

《模具制造》2010年第11期淮安仕泰隆国际工业博览城全球招商热线：0517-86299999（20线）网址：：带切换机构的汽车顶盖外板模具设计杨小娟奇瑞汽车股份有限公司（安徽芜湖241009）【摘要】介绍了一种带天窗切换机构的汽车车身零件顶盖外板模具结构，实现了带天窗的顶盖外板和不带天窗的顶盖外板在同一副模具上进行生产。此结构具有切换时间短，结构简单的特点，对类似零件的模具设计具有参考价值。关键词：顶盖外板；天窗；模具结构设计；切换机构中图分类号：TG385.2文献标识码：B文章编号：1671-3508-2010-09-46-362DesignofStampingDiewithSkylightSwitchingMechanismfortheAutomobileCoverBoard【Abstract】Introducesakindofdiestructurewithskylightswitchingmechanismfortheautomotiveout-plate,realizedthediedesignwiththeskylightcoverboardandno-skylightcoverboardinthesamedieproductionvice.Thisdieissimple,switchtimeisshort,thecharacteristicsofthediedesignhasacertainreferencevalueforsimilarparts.Keywords:outsideboard；skylight；diestructuredesign；switchingmechanism1引言车顶盖是车厢顶部的盖板。对于轿车车身的总体刚度而言，顶盖不是很重要的部件，这也是允许在车顶盖上开设天窗的理由。随着现代汽车工业的发展，为了满足人们日益增长的个性化需求，同时为了降低生产成本，越来越多的不同级别的汽车在开发时，都要开发带天窗的和不带天窗的顶盖外板。在以前，带天窗顶盖外板与不带天窗顶盖外板的生产要不在不同模具上实现，或者由模具维修人员在生产现场或线下拆装模具零部件。通过现场情况来看，采用更换模具生产的方式进行生产时，首先至少需要多开发3副以上的模具（拉伸模具共用），而且更换模具时耗时耗力，严重影响了生产效率，无形中造成了较多的成本浪费。而采用现场模具维修人员更换或线下拆装模具零部件来实现切换时，会增大模具维修人员的工作量，而且增加了人为错误的几率，甚至会造成工装事故。针对以上所述，如果设计出一种能快速切换的模具，将使生产效率大大的提高，同时，可为公司节约更多的成本及时间。2顶盖外板工艺分析如图1所示，此零件是我公司某款车型的顶盖外板，此零件需要开发带天窗及不带天窗的两种结构。经过分析，要想实现此零件成形，首先需要拉伸工序拉伸出零件的形状，如图2所示。工序2需要修边，有天窗的需要冲出天窗孔，如图3所示。工序3需要将天窗孔翻成直边及其他组合工序，如图4所示。工序4需要侧翻出天窗孔的侧面及其他组合工序，如图5所示。对于复杂的可能需要第5工序甚至第6工序，但由工序分布及各工序简图可以看出，要想利用同一副模AABBB-BA-A图1顶盖外板··22《模具制造》2010年第11期昆山仕泰隆国际机械模具城全球招商热线：0512-86188888（20线）网址：：具完成带天窗及不带天窗两种规格零件的生产，需要进行天窗切换的模具是工序2、工序3、工序4。图2拉伸工艺数模图3修边工艺数模图4翻边工艺数模图5侧翻边工艺数模3模具结构设计分析经过分析，带天窗顶盖外板和不带天窗顶盖外板的模具主要区别就是天窗部位的不同，分解开就是工序2有冲天窗孔的凸模与无冲天窗孔凸模的区别；工序3就是有翻天窗孔与无翻天窗孔翻边刀块的区别；工序4主要是无斜楔驱动块与有斜楔驱动块的区别；其他部位基本一致。也就是说，要想在同一副模具上实现带天窗和不带天窗顶盖外板的共模生产，就需要设计出一种专用的机构，此机构能实现冲孔凸模（翻孔凸模）或驱动块的竖直方向上的状态切换。即在生产有天窗顶盖外板时，冲孔凹模（翻孔凸模）能根据运动行程进入冲孔凹模（翻边凹模），斜楔驱动块能从天窗内进入，驱动滑块完成必要的驱动行程。而在生产无天窗零件时，冲孔凸模（翻孔凸模）或斜楔驱动块不能与零件接触，以免造成零件变形。该机构必须具有设计简单，生产工人操作简便，制造成本低，机构可靠性能高，维修方便等多方面的特点。4切换机构结构特点根据分析及提出的相关要求，带天窗顶盖外板和不带天窗顶盖外板的模具主要区别就是天窗部位的不同。为此，设计了一种快速的切换机构，具体结构如图6所示。此切换机构专门用于天窗的切换，由12个主要零件组成，冲孔凸模（翻边凸模）或斜楔驱动块固定在基座3上，基座3的上部加工出支持平面，空气缸10固定在上模座上，连接板7和支持板4及支撑板6连接成为一个机构组，气缸的活动端和整体连接在一起的机构组联合在一起，气缸受空气作用后，由于工作螺钉11的作用，只能拉动机构组左右运动。氮气弹簧固定在凹模上，同时对基座3施加压力，由于导柱导套合件8的导向的作用，使得基座3可以上下垂直活动。为防止整体机构组运行不到位发生事故，特别将机构组用拉手1及连接板2连接起来，并在拉手一部位设置明显到位标记，防止出现意外事故。5切换机构工作过程需要生产有天窗的顶盖时，利用本机构组的气缸或者拉手1作为动力源，将机构组的支持板4和支撑板6活动到基座支撑面的下方，生产过程中，压料板受下模的反作用力，使得压料板向上运动，由于基座下方高的平面支撑在基座3的支撑面上，氮气弹簧件不能使本基座向上运动，这样，冲孔凸模（翻边凸模）或斜楔驱动块将被顶出压料板外，完成设计设定的工作。生产进行切换时，只需要将机构组活动到支撑面上挖空的部位，由于氮气弹簧的作用，使得基座被顶起，这样，冲孔凸模（翻边凸模）或斜楔驱动块就被顶出压力板以内，这样冲孔凸模（翻边凸模）或斜楔驱动块就不会参与工作，这样即可生产无天窗的顶盖外板。··23《模具制造》2010年第11期淮安仕泰隆国际工业博览城全球招商热线：0517-86299999（20线）网址：：6切换机构工作注意事项（1）此机构防止侧向力能力较差，模具设计时，应该注意刃口吃入深度问题，尽量保持一致，避免因为侧向力导致模具发生损坏。（2）此机构中的零件11必须有防止震动松动功能，我公司生产过程中，发生过因为零件11松动，导致整体机构不能移动的问题，险些造成安全事故，后我司进行了相关改造，改变工作螺钉11变更为U形导向槽，采用4螺钉紧固形式，经过生产验证，效果良好。（3）此机构整体设计思路一致，仅仅是基座3上安装零件的不同，因为安装零件的不同，工作部件运动行程也不相同，导向零件及氮气弹簧行程需要根据实际情况进行重新设计。7结束语随着机电一体化越来越广泛地应用于机械工装设计中，国内汽车模具企业设计水平也在不断提升。该结构的采用，大大缩短了有天窗顶盖外板及无天窗顶盖外板的生产切换时间，提高了生产效率。同时，后期进行了相关改造，使得该机构更加可靠，避免了工装事故的发生，取得了满意的效果。8参考文献[1]王孝培主编.冲压模具设计资料[M].机械工业出版社，1991.图6快速切换机构1.拉手2.连接板3.基座4.支持板5.工作螺钉6.支撑板7.连接板8.导柱导套合件9.氮气弹簧合件10.气缸11.工作螺钉12.压料板910111212345678M-MN-NLLNNMML-L··24