側圍外板是汽車車身中成形難度最大的零件之一。成形過程中難度大、易回彈、易扭曲,對其尺寸合格率及面品質量要求極高。側圍模具上邊框的側成形結構受產(chǎn)品形狀、各滑塊及符型托料帽子強度、機械手操作空間等因素限制。側成形結構形式多樣,下面針對相關結構進行分析。
側圍模具上邊框側成形結構
側圍是轎車車身中最重要的部件,其質量直接影響到汽車整體外觀效果。因此側圍模具質量十分重要,各部件強度必須足夠。但在實際生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)側成形模具中帽子過薄、局部缺量等問題,造成強度不足。
結構是十分典型的側圍模具上邊框側成形結構,制件上邊框形狀簡單,制件負角區(qū)域平緩,制件取放良好,成形滑塊及符型帽子強度好,0°的側翻機構及0°的成形滑塊采用背推驅動方式,機構穩(wěn)定受力性好。側芯側壓料寬度足夠,制件側成形效果穩(wěn)定。
成形滑塊為兩段拼接滑配的情況
有的時候,成形滑塊受結構限制無法做成整體形式,而分為兩段拼接滑配結構,該結構優(yōu)點是結構簡潔、穩(wěn)定,缺點是增加了調試的難度和工作量。如果調試不到位,在拼口處的兩個滑塊在側成形時因為受力不均會產(chǎn)生竄動,在上邊框的A面上產(chǎn)生痕跡。這種結構有風險,選用時需要謹慎。
另外,這種拼接結構由于是兩種驅動方式,滑塊的到位會有先后順序,因此拼口的方向和驅動的行程關系要特別注意。
上邊框帶有廢料的側成形結構(雙側芯結構)
這種雙側芯結構因為上邊框的側成形工序排到側修邊工序之前,工藝順序為先成形,后修邊。優(yōu)點是后精修制件精度高,缺點是這有可能增加側圍模具的工序。雙側芯結構較單側芯結構復雜。
由于上邊框帶有廢料,增加了制件的厚度,增大了機械手取放件的空間要求;瑝K及機構側芯的行程也要滿足取件。
受產(chǎn)品條件限制的側圍上邊框A柱側翻邊結構
受產(chǎn)品條件限制的側圍上邊框A柱側翻邊結構。
受A柱產(chǎn)品造型限制,產(chǎn)品上邊梁比較窄,門檻制件角度比較大,這樣的產(chǎn)品造型給后序的側翻整模具結構設計造成很大的困難。由于側翻角度是定值,那么滑車的回退角度相應也就定下來了。像常規(guī)上邊梁側翻結構,回退滑塊和托料帽子鑲塊全部符型的話,還要考慮負角取件問題。常規(guī)情況下,回退滑塊的符型區(qū)Z向視圖邊界要大于負角產(chǎn)品邊界。但目前產(chǎn)品造型采用此結構的話,回退滑塊符型區(qū)相應較大,滑塊在回退狀態(tài)時會和托料帽子鑲塊,甚至與產(chǎn)品制件發(fā)生干涉。在設計原則中如果滑塊在回退狀態(tài),托料帽子鑲塊應保持與回退滑塊防干涉間距2mm,此時托料帽子鑲塊最薄地方要求大于7mm(需要考慮基準側料厚),可以設計成回退滑塊與托料帽子鑲塊為全部符型結構,也是比較理想的結構狀態(tài)。
現(xiàn)在討論托料帽子鑲塊最薄地方不能滿足7mm的情況,首先我們先要考慮制件負角取件問題,托料帽子鑲塊的邊界也就確定了,這時需要把托料帽子鑲塊的干涉尖角打掉。其次回退滑塊的符型區(qū)寬度最小要保證20mm,才能保證側翻的時候能夠壓住板料,不發(fā)生竄動。圖4所示的結構形式就是這樣的狀態(tài),托料帽子鑲塊整形區(qū)域跨度為760mm,截面最薄的地方僅僅5mm厚,強度存在問題。但綜合考慮回退滑塊的強度要求,這已經(jīng)是最優(yōu)的模具結構了。
受產(chǎn)品造型影響,在托料帽子鑲塊局部斷面(圖5)厚度僅有5mm的情況下,側壓料寬度為20mm,局部最薄弱處僅為16mm,常規(guī)來說這種滑塊強度是明顯不足的,只有在現(xiàn)有的滑塊基礎上想辦法。首先材質方面換成更好的7CrSiMnMoV,其次在回退滑塊和托料符型鑲塊之間加導板支撐。這樣做的好處有兩個:一方面通過導板的支撐,加強了托料符型鑲塊的強度;另一方面,滑塊符型區(qū)后面增加的導板支撐,相當于增加了支撐筋,增加了回退滑塊工作區(qū)域的強度。