充電口造型選擇性加工方案分析

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關(guān)鍵詞：充電口；選沖機(jī)構(gòu)；加工方案

1引言

在現(xiàn)代生活中汽車已經(jīng)成為人類生活中不可或缺的交通工具，在誕生后自身也隨著市場(chǎng)的變化不斷的進(jìn)行完善[1~3]，由于市場(chǎng)需求的變化汽車造型也不斷的朝著創(chuàng)新的方向發(fā)展[4]。為滿足市場(chǎng)需求，占領(lǐng)市場(chǎng)先機(jī)，在生產(chǎn)傳統(tǒng)動(dòng)力汽車的同時(shí)，還需不斷加快對(duì)新能源汽車的研發(fā)制造進(jìn)程，有時(shí)需在一款造型上同時(shí)推出多動(dòng)力、多配置的多個(gè)款型，因此，同一制件因車型動(dòng)力不同而存在差異，例如傳統(tǒng)動(dòng)力的加油口一般設(shè)置在汽車左側(cè)，充電口設(shè)置在汽車右側(cè)。為滿足加油口、充電口造型需開(kāi)發(fā)不同模具，這種沖壓制件僅局部造型不同，導(dǎo)致模具費(fèi)用增加、生產(chǎn)效率降低的情況嚴(yán)重制約了生產(chǎn)成本的降低。

2現(xiàn)階段側(cè)圍制件加油/充電口加工方案及其存在問(wèn)題

傳統(tǒng)加油口沖壓成形方案主要為OP10拉伸制件加常規(guī)拉伸（加油口位置根據(jù)分析設(shè)計(jì)工藝補(bǔ)充或采用無(wú)造型結(jié)構(gòu)），OP20粗修加油口的輪廓邊界，其主要目的是為了保證該位置在OP30整形時(shí)控制板料流動(dòng)方向，改善整形后A面缺陷程度。OP30翻邊整形保證加油口的尺寸精度，OP40精修加油口邊界保證最終的整車裝配精度。部分工藝該位置采用3工序成形，既OP10拉伸，OP20精修邊，OP30整形，此種沖壓方案存在最主要的問(wèn)題是整形后制件修邊輪廓精度不能保證，即使非理論調(diào)整后，在后期生產(chǎn)過(guò)程中其精度波動(dòng)也是不可控的，因此導(dǎo)致的裝車問(wèn)題不易發(fā)現(xiàn)，流入后序后所造成的成本浪費(fèi)更高。常規(guī)加油/充電口常規(guī)成形過(guò)程如表1所示。現(xiàn)階段各汽車廠商為降低開(kāi)發(fā)成本同時(shí)兼顧國(guó)家有關(guān)新能源車型的需求，往往采用同款車型開(kāi)發(fā)多種動(dòng)力車型如我司某車型同時(shí)存在汽油版、純電動(dòng)版、插電混合動(dòng)力3種動(dòng)力配置，其加油口設(shè)計(jì)在左側(cè)圍位置，純電動(dòng)版則需要設(shè)計(jì)在右側(cè)圍位置，插電混合動(dòng)力版本需要左側(cè)圍設(shè)計(jì)加油口，右側(cè)圍設(shè)計(jì)充電口。多數(shù)汽車廠商的解決方案是主要針對(duì)右側(cè)圍充電口進(jìn)行OP20選擇性沖孔OP30選擇性整形的沖壓方案進(jìn)行沖壓成形，但由于OP30已經(jīng)對(duì)充電口位置進(jìn)行整形處理，OP40無(wú)法同時(shí)兼顧純電側(cè)圍和汽油版?zhèn)葒臎_壓需要，只能選擇設(shè)計(jì)鑲塊處理方案。當(dāng)主機(jī)廠需要生產(chǎn)汽油版?zhèn)葒鷷r(shí)，線體操作人員需拆除上模精修鑲塊及壓芯壓料鑲塊。而當(dāng)生產(chǎn)純電版或混動(dòng)版車型時(shí)又需要將鑲塊重新安裝。極大的影響了現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)效率，同時(shí)鑲塊頻繁拆卸也會(huì)產(chǎn)生重復(fù)定位精度差的問(wèn)題。OP40壓芯壓料鑲塊及上模精沖鑲塊結(jié)構(gòu)如圖1所示。鑒于上述情況，如何解決多版本充電口生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題就成了降低模具制造成本，提升生產(chǎn)效率必須要面對(duì)的問(wèn)題。本文所論述的結(jié)構(gòu)方案，將針對(duì)已經(jīng)成形的充電口造型進(jìn)行選擇性精修邊同時(shí)避免的頻繁拆卸鑲塊的問(wèn)題，為同行業(yè)模具設(shè)計(jì)提供一個(gè)新的問(wèn)題解決思路。

3選沖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）選沖結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。（2）制件選沖機(jī)構(gòu)工作過(guò)程。通過(guò)設(shè)計(jì)多層彈簧結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品造型自動(dòng)切換的功能，保障制件沖孔選沖機(jī)構(gòu)依靠氣動(dòng)裝置帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)板進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，達(dá)成制件選擇性沖孔。圖2選沖結(jié)構(gòu)各部分組成氣缸及滑動(dòng)墊板安裝在上模位置，設(shè)計(jì)壓板等保障其可以相對(duì)上模進(jìn)行水平運(yùn)動(dòng)。凸模支撐板安裝在上模位置，四周設(shè)計(jì)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，相對(duì)于上模進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)其背面安裝支撐塊，正面安裝壓料彈簧及精沖凸模。活動(dòng)壓芯安裝在主壓料芯上，四周設(shè)計(jì)導(dǎo)向及限位，其相對(duì)于壓芯進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，便于不同版本側(cè)圍壓料需要。主壓芯安裝在上模上，充電口位置設(shè)計(jì)托起彈簧，用于頂起活動(dòng)壓芯，保證其在生產(chǎn)無(wú)充電口側(cè)圍時(shí)，不對(duì)制件產(chǎn)生影響，保證制件品質(zhì)。需要注意的是由于采用多層彈簧設(shè)計(jì)，需要保證壓料彈簧初壓大于托起彈簧的終壓，以此來(lái)確保彈簧的壓縮順序，實(shí)現(xiàn)制件選沖。（3）充電口側(cè)圍生產(chǎn)狀態(tài)。通過(guò)機(jī)床氣源，對(duì)氣缸進(jìn)行充氣，氣動(dòng)裝置帶動(dòng)滑動(dòng)墊板、從而使得分別安裝在支撐塊底面及滑動(dòng)墊板上的支撐塊互相支撐，當(dāng)模具合模時(shí)，主壓芯向上運(yùn)動(dòng)，由于凸模支撐板已被限制活動(dòng)且壓料彈簧初壓大于托起彈簧的終壓，所以，托起彈簧首先被壓縮，當(dāng)?shù)竭_(dá)限位后，由主壓芯及活動(dòng)壓芯共同組成整形后的充電口壓芯造型，模具進(jìn)一步閉合，組合壓芯接觸制件，此時(shí)壓芯整體開(kāi)始受力，壓料彈簧開(kāi)始?jí)嚎s，為制件修邊提供必要的壓料力，同時(shí)精沖凸模相對(duì)于組合壓芯向下運(yùn)動(dòng)，完成精沖工序。模具回程時(shí)運(yùn)動(dòng)過(guò)程相反。即凸模先脫出制件，進(jìn)一步組合壓芯脫離制件，再進(jìn)一步活動(dòng)壓芯收縮至主壓芯型面以下，如圖3所示。（4）無(wú)充電口側(cè)圍生產(chǎn)狀態(tài)。氣動(dòng)裝置帶動(dòng)滑動(dòng)墊板回程、使得兩支撐塊相互錯(cuò)位，當(dāng)模具合模時(shí)，主壓芯向上運(yùn)動(dòng)，由于支撐塊已相互錯(cuò)開(kāi)，且托起彈簧初壓大于活動(dòng)托芯及精沖凸模重量，所以，主壓芯帶動(dòng)托起彈簧頂起活動(dòng)壓芯，保證在生產(chǎn)過(guò)程中活動(dòng)壓芯始終處于主壓芯內(nèi)部，進(jìn)一步通過(guò)設(shè)計(jì)在凸模支撐板與活動(dòng)壓芯之間的壓料彈簧將凸模支撐板及安裝在支撐板上的凸模頂起，保證生產(chǎn)過(guò)程中凸模始終處于頂起狀態(tài)，每次合模時(shí)兩支撐塊相互錯(cuò)位，其整體機(jī)構(gòu)無(wú)支撐力，彈簧無(wú)壓縮，完成無(wú)充電口側(cè)圍的生產(chǎn)，如圖4、圖5所示。利用上述機(jī)構(gòu)配合換向閥等氣路組件可以實(shí)現(xiàn)多種版本車型充電口的在線切換，如對(duì)該機(jī)構(gòu)中凸模安裝板及安裝在其上的支撐塊、整體安裝位置由上模調(diào)整到壓芯上，在壓芯與上模間設(shè)計(jì)精導(dǎo)向，凸模支撐板與壓芯間設(shè)計(jì)精導(dǎo)向，同時(shí)替換兩支撐塊，將支撐塊接觸時(shí)的靜止承壓調(diào)整為滑動(dòng)承壓，則該機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)一定角度的側(cè)向選擇性沖孔。如圖6所示。

4結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)現(xiàn)階段多版本車型充電口位置造型在開(kāi)發(fā)過(guò)程中常規(guī)做法及其產(chǎn)生的生產(chǎn)問(wèn)題進(jìn)行分析，同時(shí)有針對(duì)性的提出一種新的結(jié)構(gòu)形式，避免現(xiàn)場(chǎng)操作的不便，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換充電口造型的壓芯及凸模切換。希望能為廣大的模具設(shè)計(jì)人員提供一種新的設(shè)計(jì)思路，從而有效的降低模具的開(kāi)發(fā)成本，提升現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)效率。

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作者：張應(yīng)生 張躍 馬磊 單位：長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心