結(jié)合汽車覆蓋件開卷落料模具的實(shí)際應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了研究分析，設(shè)計(jì)了一種可以多產(chǎn)品共用的開卷落料模具結(jié)構(gòu)。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單有效，定位可靠，對(duì)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(huì)推出很多車型，對(duì)于同一個(gè)平臺(tái)，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(chǔ)上，進(jìn)行加寬、加長(zhǎng)、或者是局部造型更改，又或者是一些具有家族特點(diǎn)的車型，在這些具有代表性特點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)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(zhǎng)、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(gè)產(chǎn)品件開發(fā)一套模具，以滿足生產(chǎn)需求，在實(shí)際設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程中存在以下問(wèn)題。

 

    汽車模具的開發(fā)成本在5萬(wàn)元/t左右，以一般的中型落料模為例計(jì)算，其外形尺寸為2400mm×1200mm×900mm，一副模具的質(zhì)量為6。76t，開發(fā)費(fèi)用為6。76×5=33。8萬(wàn)元，如之前開發(fā)的某車型的落料模具為12個(gè)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(yīng)的增加了33。8×11=371。8萬(wàn)元。生產(chǎn)過(guò)程中，不同產(chǎn)品的模具需要切換，起吊、安裝、拆卸、調(diào)整會(huì)浪費(fèi)大量的生產(chǎn)時(shí)間，生產(chǎn)效率低。

 

    如何在模具的開發(fā)過(guò)程中避免出現(xiàn)上述問(wèn)題，是模具工裝開發(fā)的重點(diǎn)，通過(guò)對(duì)材料成型的分析及開卷落料模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行研究分析，使用鋸齒形板材可以提高材料利用率，同時(shí)采用一種可調(diào)節(jié)式定位實(shí)現(xiàn)不同尺寸的板材共用一副落料模進(jìn)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(wèn)題。

 

    本文通過(guò)對(duì)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(jié)構(gòu)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(jìn)行CAE分析，經(jīng)過(guò)多次驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鋸齒的波峰波谷的尺寸在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)板材成型，同時(shí)成型過(guò)程中的起皺開裂情況有所減緩。如圖1、表1所示，當(dāng)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(shí)際使用的尺寸減少了一個(gè)波峰＋波谷的寬度。樣當(dāng)我們的生產(chǎn)量很大時(shí)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(jié)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(jìn)行對(duì)比。方案一：矩形板材成型通過(guò)分析，矩形板材成型狀況良好，成型充分，無(wú)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(guò)分析鋸齒形板材成型狀況良好，成型充分，無(wú)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(duì)比方案一和方案二，兩種方案均能實(shí)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(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益分析

 

    經(jīng)分析統(tǒng)計(jì)，鋸齒高度A值在25、35、50是最佳的尺寸，根據(jù)統(tǒng)計(jì)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(gè)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(gè)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(jì)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(wàn)元/車的價(jià)格核算，采用鋸齒形料片每臺(tái)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(shí)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(wàn)的車型計(jì)算，三副模具的開發(fā)成本大約90萬(wàn)元，每臺(tái)車節(jié)省原材料745元，扣除原材料開發(fā)成本，一個(gè)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(jié)合某款新車型里12個(gè)產(chǎn)品采用鋸齒形板材共用一副落料模的開發(fā)實(shí)例，闡述闡述該落料模的工藝布局及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，介紹可調(diào)節(jié)式定位板的結(jié)構(gòu)及工作原理。

 

    目前國(guó)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(yùn)過(guò)程中對(duì)板件的損傷，根據(jù)該車型此付落料模的開發(fā)實(shí)例，此副模具12種產(chǎn)品共用，以最大料邊為基準(zhǔn)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(guò)對(duì)排樣工藝及模具結(jié)構(gòu)分析，將其設(shè)計(jì)成如圖4所示的排樣。

 

    多產(chǎn)品共用開卷落料模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工作原理

 

    多產(chǎn)品共用開卷落料模結(jié)構(gòu)分為上模、下模2個(gè)部分，如圖5所示，上模和下模依靠導(dǎo)柱7和導(dǎo)套12配合導(dǎo)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(jī)構(gòu)4安裝在下模座1上，托料架2安裝在浮料機(jī)構(gòu)4上面，通過(guò)浮料機(jī)構(gòu)內(nèi)部彈性元件一定行程的上下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)托料架2上下活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)托料功能。滾輪組件3安裝在托料架2上，當(dāng)板件通過(guò)送料機(jī)向前送料時(shí)，托料架2處于頂起狀態(tài)，板件在滾輪上滑動(dòng)，避免板件與模具上其他尖銳部位接觸，對(duì)板件產(chǎn)生損傷，同時(shí)因?yàn)闈L輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，摩擦力小，使得板件送料輕松順暢。導(dǎo)柱7安裝在下模座1的四角，最大限度的保證上下模的導(dǎo)向穩(wěn)定。下模修邊刀塊9通過(guò)螺銷釘固定在下模座1上。緩沖氮?dú)鈴椈?安裝在下模座1的四角，處于導(dǎo)柱7外側(cè)，工作時(shí)起緩沖作用，減小模具震動(dòng)，降低噪音，非工作狀態(tài)時(shí)，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(zhǎng)彈性元件的使用壽命。

 

    可調(diào)節(jié)定位機(jī)構(gòu)5通過(guò)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(shè)置有彈性元件，為壓料芯提供壓力，當(dāng)模具工作時(shí)，壓料芯14提前壓料，確保上下模修邊刀塊工作時(shí)板件不會(huì)移動(dòng)。先行器13安裝在上模座1上，其位置與下模浮料機(jī)構(gòu)的中心對(duì)應(yīng)。導(dǎo)套11安裝在上模四角，其位置與導(dǎo)柱7的中心對(duì)應(yīng)。上模修邊刀塊15通過(guò)螺銷釘固定在下模座1上。防側(cè)向力機(jī)構(gòu)10設(shè)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(cè)向力。當(dāng)模具打開時(shí)，開卷板料進(jìn)入模具，浮料機(jī)構(gòu)4內(nèi)部彈性元件釋放壓力，帶動(dòng)托料架2及滾輪組件3向上運(yùn)動(dòng)，將板件托起，可調(diào)節(jié)定位機(jī)構(gòu)5上的導(dǎo)向滾輪6進(jìn)行導(dǎo)向，當(dāng)板件前端運(yùn)送到下模座上的首片料基準(zhǔn)線位置時(shí)停止，此時(shí)上模座11隨壓力機(jī)上滑塊向下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)套12首先與導(dǎo)柱7接觸，對(duì)上下模進(jìn)行導(dǎo)向。防側(cè)向力機(jī)構(gòu)10的導(dǎo)板與導(dǎo)滑面接觸。接著先行器13與浮料機(jī)構(gòu)4接觸，帶動(dòng)浮料機(jī)構(gòu)4、托料架2、滾輪組件3向下運(yùn)動(dòng)，板件與下模修邊刀塊接觸。然后壓料芯14接觸板件，開始?jí)毫瞎ぷ?。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(huì)落在傳送機(jī)構(gòu)上，運(yùn)送到下一工序。上模向上運(yùn)動(dòng)，壓料芯14脫離板件，先行器13脫離浮料機(jī)構(gòu)4，浮料機(jī)構(gòu)4回程，帶動(dòng)托料架2、滾輪組件3向上運(yùn)動(dòng)，板件脫離下模修邊刀塊9，板料在送料機(jī)的作用下向前移動(dòng)一個(gè)步距。上模繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，完成下一沖次。

 

    說(shuō)明：1。下模座；2。托料架；3。滾輪組件；4。浮料機(jī)構(gòu)；5?？烧{(diào)節(jié)式定位機(jī)構(gòu)；6。導(dǎo)向滾輪；7。導(dǎo)柱；8。緩沖氮?dú)鈴椈桑?。下模修邊刀塊；10。防側(cè)向力機(jī)構(gòu)；11。上模座；12。導(dǎo)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(jié)構(gòu)及工作原理

 

    可調(diào)節(jié)定位機(jī)構(gòu)在該模具上的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)多產(chǎn)品共用落料模的關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)如圖6所示。該結(jié)構(gòu)分為安裝座、導(dǎo)向滾輪和內(nèi)六角螺釘和螺母4個(gè)部分，安裝座1中間部位設(shè)置螺銷釘孔，用于可調(diào)節(jié)式定位機(jī)構(gòu)的固定。安裝座1的前后側(cè)設(shè)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(zhuǎn)動(dòng)，方便螺母的安裝。導(dǎo)向滾輪3通過(guò)兩組外六角螺栓4和螺母5固定在安裝座上。

 

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

 

    說(shuō)明：1。安裝座；2。T槽；3。導(dǎo)向滾輪；4。外六角螺栓；5。螺母多產(chǎn)品

 

    共用開卷落料模應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益分析經(jīng)濟(jì)性方面：以一般的中型落料模30萬(wàn)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(gè)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(wàn)元/噸的模具開發(fā)價(jià)格，模具開發(fā)成本可節(jié)省371。2萬(wàn)元。

 

    場(chǎng)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(chǎng)地20㎡。

 

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

 

    總結(jié)

 

    結(jié)合鋸齒形板材及開卷落料模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行研究分析，通過(guò)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(shí)采用一種可調(diào)節(jié)式定位機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)不同尺寸的板材共用一副落料模進(jìn)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(dá)370萬(wàn)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(chǎng)地利用率。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單有效，定位可靠，對(duì)汽車覆蓋件的類似模具開發(fā)中有一定的參考作用。