結合汽車覆蓋件開卷落料模具的實際應用特點進行了研究分析，設計了一種可以多產(chǎn)品共用的開卷落料模具結構。經(jīng)實際生產(chǎn)驗證，該結構簡單有效，定位可靠，對汽車覆蓋件的類似模具開發(fā)中有一定的參考作用。

 

    隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，每年汽車行業(yè)都會推出很多車型，對于同一個平臺，可以開發(fā)出很多不同的車型，特別是年度車型，基本上都是在原車型的基礎上，進行加寬、加長、或者是局部造型更改，又或者是一些具有家族特點的車型，在這些具有代表性特點處的結構件，不同的車型，輪廓造型基本一樣，特別是現(xiàn)在為了提高板材的利用率，采用鋸齒形料邊，這種情況下很多產(chǎn)品的板材除了長、寬尺寸不同，其他的特征尺寸是一樣的。傳統(tǒng)的模具開發(fā)理念是一個產(chǎn)品件開發(fā)一套模具，以滿足生產(chǎn)需求，在實際設計、生產(chǎn)過程中存在以下問題。

 

    汽車模具的開發(fā)成本在5萬元/t左右，以一般的中型落料模為例計算，其外形尺寸為2400mm×1200mm×900mm，一副模具的質量為6。76t，開發(fā)費用為6。76×5=33。8萬元，如之前開發(fā)的某車型的落料模具為12個產(chǎn)品共用一副落料模，如果按傳統(tǒng)的開發(fā)理念，就需要多開發(fā)11副模具，其開發(fā)成本就相應的增加了33。8×11=371。8萬元。生產(chǎn)過程中，不同產(chǎn)品的模具需要切換，起吊、安裝、拆卸、調(diào)整會浪費大量的生產(chǎn)時間，生產(chǎn)效率低。

 

    如何在模具的開發(fā)過程中避免出現(xiàn)上述問題，是模具工裝開發(fā)的重點，通過對材料成型的分析及開卷落料模的結構特點進行研究分析，使用鋸齒形板材可以提高材料利用率，同時采用一種可調(diào)節(jié)式定位實現(xiàn)不同尺寸的板材共用一副落料模進行生產(chǎn)，以提高生產(chǎn)效率、降低模具的開發(fā)成本，有效地解決上述問題。

 

    本文通過對鋸齒形板材及多產(chǎn)品共用落料模的分析，得出一種可以提高材料利用率的工藝方案和多產(chǎn)品共用模具的結構形式，為其他類型模具的開發(fā)提供參考。

 

    鋸齒形板材材料利用率分析

 

    常規(guī)的工裝開發(fā)使用的板材為矩形板材，把成型板材由常規(guī)的矩形板材改為鋸齒形板材進行CAE分析，經(jīng)過多次驗證發(fā)現(xiàn)，當鋸齒的波峰波谷的尺寸在一個合理的范圍內(nèi)，能夠實現(xiàn)板材成型，同時成型過程中的起皺開裂情況有所減緩。如圖1、表1所示，當把板材由改為鋸齒形板材后，板材的最大輪廓雖然還與常規(guī)的矩形板材相同，但是板材實際使用的尺寸減少了一個波峰＋波谷的寬度。樣當我們的生產(chǎn)量很大時我們就可以節(jié)省非常多的原材料，從而降低的成本，提高了材料利用率！

 

    鋸齒形板材成形性分析

 

    現(xiàn)結合某款新車型里前圍外板就矩形板材及鋸齒形板材的成形性分析進行對比。方案一：矩形板材成型通過分析，矩形板材成型狀況良好，成型充分，無起皺開裂等缺陷，符合沖壓成型要求！具體成行情況如圖2所示。方案二：鋸齒形板材成型鋸齒形板材鋸齒的波峰與波谷的落差為50mm，通過分析鋸齒形板材成型狀況良好，成型充分，無起皺開裂等缺陷與矩形板材的成型情況相近，符合沖壓成型要求。

 

    對比方案一和方案二，兩種方案均能實現(xiàn)成型，且成型效果均能滿足使用要求，但是在材料的使用上單片鋸齒形板材節(jié)省了50mm寬的原材料。由此可見使用鋸齒形板材可以起到提高材料利用率降低原材料成本的作用。

 

    鋸齒形板材應用的經(jīng)濟效益分析

 

    經(jīng)分析統(tǒng)計，鋸齒高度A值在25、35、50是最佳的尺寸，根據(jù)統(tǒng)計常規(guī)使用的鋸齒形板材，材料利用率可以提高3%左右。如表所示，常規(guī)的發(fā)蓋內(nèi)外板，每個產(chǎn)品件可以節(jié)省2。87元的原材料成本；常規(guī)的地板，每個產(chǎn)品件可以節(jié)省3。23元的原材料成本。表1為不同尺寸的板材在不同鋸齒高度的情況下的材料節(jié)省率。

 

    據(jù)統(tǒng)計沖壓成本占整車成本的39%，鋼板成本占沖壓成本的91%，矩形料片占沖壓材料的70%左右。按照10萬元/車的價格核算，采用鋸齒形料片每臺車可以降低成本100000×0。39×0。91×0。7＝745元。

 

    因鋸齒形板材的鋸齒高度A值在25、35、50是最佳的尺寸，這樣只需要開發(fā)三副落料模，使用一種可調(diào)節(jié)式定位板，就可以實現(xiàn)此類產(chǎn)品件所有板材的落料工作。所有的弧形料、矩形料均可更改使用鋸齒形板材。以量產(chǎn)30萬的車型計算，三副模具的開發(fā)成本大約90萬元，每臺車節(jié)省原材料745元，扣除原材料開發(fā)成本，一個車型大概可以節(jié)約2。226億元的原材料成本。

 

    多產(chǎn)品共用開卷落料模工藝分析

 

    現(xiàn)結合某款新車型里12個產(chǎn)品采用鋸齒形板材共用一副落料模的開發(fā)實例，闡述闡述該落料模的工藝布局及結構設計，介紹可調(diào)節(jié)式定位板的結構及工作原理。

 

    目前國內(nèi)外大型汽車企業(yè)很多產(chǎn)品均采用開卷落料模的生產(chǎn)形式，以提高生產(chǎn)效率，降低用工成本，避免人工搬運過程中對板件的損傷，根據(jù)該車型此付落料模的開發(fā)實例，此副模具12種產(chǎn)品共用，以最大料邊為基準開發(fā)模具，其他11種產(chǎn)品根據(jù)其具體的料邊尺寸，在模具中調(diào)整定位板的位置，經(jīng)過對排樣工藝及模具結構分析，將其設計成如圖4所示的排樣。

 

    多產(chǎn)品共用開卷落料模結構設計及工作原理

 

    多產(chǎn)品共用開卷落料模結構分為上模、下模2個部分，如圖5所示，上模和下模依靠導柱7和導套12配合導向，上模修邊刀塊15和小莫修邊刀塊9相互作用完成落料工作。浮料機構4安裝在下模座1上，托料架2安裝在浮料機構4上面，通過浮料機構內(nèi)部彈性元件一定行程的上下運動，帶動托料架2上下活動，實現(xiàn)托料功能。滾輪組件3安裝在托料架2上，當板件通過送料機向前送料時，托料架2處于頂起狀態(tài)，板件在滾輪上滑動，避免板件與模具上其他尖銳部位接觸，對板件產(chǎn)生損傷，同時因為滾輪的轉動，摩擦力小，使得板件送料輕松順暢。導柱7安裝在下模座1的四角，最大限度的保證上下模的導向穩(wěn)定。下模修邊刀塊9通過螺銷釘固定在下模座1上。緩沖氮氣彈簧8安裝在下模座1的四角，處于導柱7外側，工作時起緩沖作用，減小模具震動，降低噪音，非工作狀態(tài)時，由于其能夠提供1。5～2倍模具重量的作用力，可把上模頂起，使得模具的彈性元件處于非受壓狀態(tài)，延長彈性元件的使用壽命。

 

    可調(diào)節(jié)定位機構5通過螺銷釘固定在下模座1上。壓料芯14固定在上模里，其下方設置有彈性元件，為壓料芯提供壓力，當模具工作時，壓料芯14提前壓料，確保上下模修邊刀塊工作時板件不會移動。先行器13安裝在上模座1上，其位置與下模浮料機構的中心對應。導套11安裝在上模四角，其位置與導柱7的中心對應。上模修邊刀塊15通過螺銷釘固定在下模座1上。防側向力機構10設置在上下模兩端的中間位置，用于消除單邊切邊產(chǎn)生的側向力。當模具打開時，開卷板料進入模具，浮料機構4內(nèi)部彈性元件釋放壓力，帶動托料架2及滾輪組件3向上運動，將板件托起，可調(diào)節(jié)定位機構5上的導向滾輪6進行導向，當板件前端運送到下模座上的首片料基準線位置時停止，此時上模座11隨壓力機上滑塊向下運動，導套12首先與導柱7接觸，對上下模進行導向。防側向力機構10的導板與導滑面接觸。接著先行器13與浮料機構4接觸，帶動浮料機構4、托料架2、滾輪組件3向下運動，板件與下模修邊刀塊接觸。然后壓料芯14接觸板件，開始壓料工作。接著上模修邊刀塊15與下模修邊刀塊9相互作用，完成落料工作，落料件會落在傳送機構上，運送到下一工序。上模向上運動，壓料芯14脫離板件，先行器13脫離浮料機構4，浮料機構4回程，帶動托料架2、滾輪組件3向上運動，板件脫離下模修邊刀塊9，板料在送料機的作用下向前移動一個步距。上模繼續(xù)向下運動，完成下一沖次。

 

    說明：1。下模座；2。托料架；3。滾輪組件；4。浮料機構；5?？烧{(diào)節(jié)式定位機構；6。導向滾輪；7。導柱；8。緩沖氮氣彈簧；9。下模修邊刀塊；10。防側向力機構；11。上模座；12。導套；13。先行器；14。壓料芯；15。上模修邊刀塊。

 

    可調(diào)節(jié)定位板的結構及工作原理

 

    可調(diào)節(jié)定位機構在該模具上的應用是實現(xiàn)多產(chǎn)品共用落料模的關鍵，結構如圖6所示。該結構分為安裝座、導向滾輪和內(nèi)六角螺釘和螺母4個部分，安裝座1中間部位設置螺銷釘孔，用于可調(diào)節(jié)式定位機構的固定。安裝座1的前后側設置有T槽2，T槽2上部寬度為內(nèi)六角螺釘直徑＋1mm，下部寬度為外六角螺栓T頭部位兩平行面間距尺寸＋0。5mm，該T槽能夠防止外六角螺栓轉動，方便螺母的安裝。導向滾輪3通過兩組外六角螺栓4和螺母5固定在安裝座上。

 

    當不同種類的板料切換時，使用扳手松開螺母5，調(diào)整模具所有兩側的導向滾輪3的位置，使兩導向滾輪的間距匹配所切換板件的外部輪廓，從而實現(xiàn)切換功能。

 

    說明：1。安裝座；2。T槽；3。導向滾輪；4。外六角螺栓；5。螺母多產(chǎn)品

 

    共用開卷落料模應用的經(jīng)濟效益分析經(jīng)濟性方面：以一般的中型落料模30萬使用壽命為例，使用可調(diào)節(jié)式定位板，一副模具可滿足12個產(chǎn)品件共用的生產(chǎn)需求，使用普通的定位板則需要開發(fā)12副模具，可節(jié)省開發(fā)11副模具；按5萬元/噸的模具開發(fā)價格，模具開發(fā)成本可節(jié)省371。2萬元。

 

    場地使用方面：一副模具占地4㎡/副，采用兩副堆放的存放方式，則可以節(jié)省場地20㎡。

 

    安全性方面：可調(diào)節(jié)式定位板的導向滾輪緊固，采用的是偏心防松脫螺母，定位穩(wěn)定可靠，質量有保證。

 

    總結

 

    結合鋸齒形板材及開卷落料模的結構特點進行研究分析，通過工藝布局的合理安排，可以很大程度的提高材料的利用率，降低原材料的使用成本；同時采用一種可調(diào)節(jié)式定位機構，從而實現(xiàn)不同尺寸的板材共用一副落料模進行生產(chǎn)，提高了模具的利用率，一副類似的模具可節(jié)約開發(fā)成本達370萬元左右，大幅度的降低了模具的開發(fā)成本，為生產(chǎn)單位減少了模具的存放空間，提高了場地利用率。經(jīng)實際生產(chǎn)驗證，該結構簡單有效，定位可靠，對汽車覆蓋件的類似模具開發(fā)中有一定的參考作用。