汽车侧围外板侧翻边浮动刀块斜楔机构工艺及模具设计

文／李岩，孙连福·安徽江淮汽车技术中心

汽车侧围外板侧翻边浮动刀块斜楔机构工艺及模具设计

文／李岩，孙连福·安徽江淮汽车技术中心

李岩，冲压工艺主管，工程师，主要从事汽车白车身冲压件工艺设计、模具调试及验收工作，参与完成江淮瑞风M4项目、江淮瑞风M6项目冲压件开发与工装调试，拥有4项实用新型专利。

本文主要介绍了一种侧翻边浮动刀块斜楔机构的工艺结构设计及工作原理，该机构实现了直线搭接处侧翻边与拐角处侧翻边在同一副模具中先后进行，解决了传统斜楔机构需使用两副模具完成直线搭接处侧翻边与拐角处侧翻边的难题，该机构的应用在提升板件品质的同时降低了开发成本与生产周期。

随着经济发展水平的不断提高和汽车保有量的不断攀升，汽车研发领域需要更多的技术创新来应对挑战和把握机遇。车辆外钣金件作为外饰件在车辆品质上起着至关重要的作用，其中汽车侧围外板为外钣金件中开发成本较大、工艺相对复杂的典型件，其制造工艺及模具结构对整车外观品质有着较大的影响。本文介绍某车型侧围外板侧整形浮动刀块斜楔机构工艺及模具设计，通过工艺及结构的创新，有效节约开发成本，提高生产效率及产品品质。

零件工艺分析

图1 所示为我公司某乘用车侧围外板零件图，材料为DC56D，料厚为0.8mm，材料屈服强度σs为140～220MPa，抗拉强度σb≥270MPa，零件的外轮廓尺寸为4000mm×1680mm×140mm，属于自动化生产的大型车身外覆盖件。此零件轮廓尺寸相对其他外板件较大，基本达到生产机床使用极限，工序内容也十分复杂，因此，生产制造这类零件的技术水平需达到行业领先。

图1 汽车侧围外板零件图

经工艺分析，该零件需四道工序成形：⑴拉延；⑵修边+侧修边+整形；⑶修边+翻边+侧翻边+整形+冲孔；⑷修边+侧修边+翻边+侧翻边+整形+冲孔+侧冲孔，如图2所示。

图2 工序排布

其中工序⑷侧围与后背门搭接拐角处侧翻边采用了一种新的工艺方案及模具结构，实现一副模具一种斜楔机构完成两种侧翻边，节省了大量制造成本，提高了产品品质，本文主要重点讲述工序⑷侧翻边处浮动刀块斜楔机构的工艺设计及结构原理。

第四工序侧翻边处工艺设计

图3 所示为侧围与后背门搭接拐角处局部放大示意图，其主要特点是拐角搭接处与直线搭接处均需采用侧翻边斜楔实现，若在一副模具上采用传统斜楔机构，两处侧翻边需同时进行，因其造型的特殊性和两处翻边量不同会导致拐角搭接处起皱严重且很难消除，无法达到产品品质的基本要求；若通过两副模具采用传统斜楔机构分别实现，虽然能得到良好的外观品质，但也会导致制造成本的成倍增加。

图3 侧围与后背门搭接拐角处

本文介绍的新型工艺方案如图4所示，第三工序工作结束后，在第四工序完成直线搭接处侧翻边与拐角处侧翻边先后进行，即先进行直线搭接处侧翻边再完成拐角处侧翻边，通过浮动刀块斜楔机构使这两种先后进行的侧翻边在同一个斜楔上完成，在满足产品品质要求的同时节省了大量制造成本。

浮动刀块斜楔机构结构设计及工作原理

为实现直线搭接处侧翻边与拐角处侧翻边的先后进行，安装在斜楔机构上的侧翻边刀块需先后进行翻边工作，即直线搭接处侧翻边刀块完成直线搭接处侧翻边后，拐角处侧翻边刀块再进行工作，为实现以上的工作顺序，采用新型的浮动刀块斜楔机构，如图5所示，通过采用氮气弹簧6作为压力源将直线搭接处侧翻边刀块1设置为浮动刀块，而拐角处侧翻边刀块2仍为固定刀块，在工作过程中直线搭接处侧翻边刀块1先接触板件进行工作，工作结束通过镦死块7镦死到底后，拐角处侧翻边刀块再接触板件完成工作。

浮动刀块斜楔机构在使用过程中需绘制详细的模具行程线图，保证正压料芯压料后侧压料芯压料，压料力满足要求后，直线搭接处侧翻边刀块完成直线搭接处侧翻边，之后拐角处侧翻边刀块再进行工作，正确完整的模具行程线图是浮动刀块斜楔机构正常工作的前提条件。

图4 侧翻边处工艺方案

图5 浮动刀块斜楔机构示意图

结束语

本文所述浮动刀块斜楔机构已成功应用于我公司某车型侧围外板侧翻边模具中，实际生产实践证明，其稳定可靠，应用效果较好，能有效实现侧围外板和后背门外板直线搭接处侧翻边与拐角搭接侧翻边的共模生产，节约了工装开发成本及后期生产成本，同时也缩短了模具切换时间，提高了生产节拍和生产效率。