汽车侧围外板工艺切换！模具结构设计，冲压成型工艺学习

乘用车主要用于载运乘客及其随身行李和临时物品，但随着汽车工业的不断发展，乘用车也增加了多种类型，如多用途车（MPV）、运动型多用途车（SUV）、专用乘用车，以满足丰富多样的需求。随着需求的增多，汽车车身外覆盖件的工艺方案及模具结构也进行了许多改进。现介绍的工艺方案及切换结构实现了只用一副模具生产2种形式的汽车侧围外板，即有窗侧围外板用于基本型乘用车总成；盲窗侧围外板用于专用乘用车总成，如箱式车。

零件工艺分析

图1 有窗侧围外板

图2 盲窗侧围外板

图1所示为某乘用车有窗侧围外板，材料DC54D+ZF45/45，料厚0.8mm，材料屈服强度σs为140~220MPa，抗拉强度σb≥270MPa。零件的外形尺寸为1464mm×1173mm×103mm，属于大型车身外覆盖件，自动化生产，应用于基本型乘用车。图2所示为盲窗侧围外板，零件材质、料厚、材料屈服强度和抗拉强度与图1相同，应用于专用乘用车。2种类型的侧围外板区别为是否切除车窗处材料，若采用传统工艺方案及模具结构需要2幅模具完成冲压生产，成本高、生产效率低。

（a）拉深

（b）切边冲孔

（c）切边侧冲孔翻边

图3 工序排布

经工艺分析，零件由3道工序成形：①拉深；②切边冲孔；③切边侧冲孔翻边。其中②③工序采用新的工艺方案及模具结构实现车窗材料切除与不切除，工序排布如图3所示。

工艺方案及切换结构设计工艺方案设计

图4 车窗处修边冲孔指示示意图

工艺人员在设计切边工序时考虑废料的滑落及模具零件的强度，采用图4所示的车窗处修边冲孔指示示意图，Ⅰ冲裁两处大孔，Ⅱ修边并采用中间废料刀分离。生产盲窗侧围外板时要求模具结构对应位置不工作，以保证达到工艺需求。

切换结构设计

要实现以上工艺方案，需要车窗处的切边刀块在生产有窗侧围外板时工作，在生产盲窗侧围外板时不工作，以达到车窗处废料切除与不切除的目的，这种切换结构必须在其他修边刀块始终处于正常工作的前提下才能使冲压生产顺利进行。为满足以上要求，设计人员分析了2种设计方案。

图5 2-3-3形式

采用行程限位器控制模具闭合高度，实现车窗处修边刀块在使用不同高度的行程限位器时的进给量不同。

生产有窗侧围外板时采用高度50mm的行程限位器，车窗处修边刀块进给量为2mm，其他修边刀块进给量则不能沿用传统的图5所示2-3-2形式，而应采用图6所示5-3-2形式，此时其他修边刀块的进给量比采用图5所示多3mm。生产盲窗侧围外板时采用高度53mm的行程限位器，此时模具闭合高度比生产有窗侧围外板时抬高3mm，因车窗处修边刀块进给量为2mm，而其他修边刀块进给量比正常多出3mm，此时车窗处修边刀块不工作而其他修边刀块均正常工作，满足了有窗侧围外板和盲窗侧围外板使用同一副模具冲压生产的需求。

图6 5-3-2形式

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图7 气动切换结构

1.驱动气缸 2.修边刀快 3.滑板 4.刀块安装座 5.限位柱

图8 修边刀块不工作状态

采用气动切换结构只控制车窗处修边刀块的进给量，其他修边刀块不受其影响，达到车窗处废料切除与不切除的目的。

以第②工序切边冲孔模为例，图7所示为车窗冲孔处气动切换结构，此时修边刀块2处于工作状态，用于生产有窗侧围外板。图8所示为修边刀块不工作状态，它是在图7的基础上通过驱动气缸1驱动滑板3向前滑动，使刀块安装座4在脱离导板的支撑后下落20mm，完成修边刀块不工作的状态，限位柱5用来控制滑板行程，确保切换结构的精确性和安全性，此结构同样满足有窗侧围外板和盲窗侧围外板使用同一副模具冲压生产的需求。

方案（1）结构简单，易于模具零件的加工生产，但采用5-3-2形式的修边刀块进给量增加了3mm，因此增加了模具零件研配工作的难度，且对于自动化生产线前后工序模具闭合高度要求一致，这就使得增加模具闭合高度的方案是不满足要求的。

方案（2）采用气动切换结构相对于方案（1）结构较为复杂，增加了模具零件加工工作量，但采用气缸驱动操作简便精准，在冲压生产过程中不需要人为更换限位柱而只通过气缸的充气、放气就可以完成2种模式的切换，而且修边刀块进给量仍采用传统2-3-2形式，对于要求相对较高的大型自动化生产线的模具是不错的选择。

经生产现场调试验证，2种方案均能满足不同需求的生产制造，节省了制造成本，且方案（2）还提高了操作安全性及零件生产的精密性，验证了该工艺方案的可行性。

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