蔣磊 李十全 王龍 王大鵬

摘要：為了減少汽車翼子板沖壓模具工序數(shù)量，降低汽車翼子板制造成本，以某SUV車型翼子板為研究對象，在分析產(chǎn)品沖壓工藝的基礎(chǔ)上，提出了一種采用工序集成技術(shù)的三工序沖壓方案。通過將側(cè)沖孔與側(cè)翻邊整形復合，并對大角度、長法蘭翻邊采用一次側(cè)整形工藝，實現(xiàn)了翼子板側(cè)沖孔、側(cè)翻邊、側(cè)整形等不同工藝內(nèi)容的同序化。介紹了滿足翼子板三工序要求的翻邊整形模結(jié)構(gòu)，闡述了三種不同類型的特殊斜楔機構(gòu)的結(jié)構(gòu)布局和工作原理。最終完成了三工序化翼子板的工業(yè)化應(yīng)用，達到了批量生產(chǎn)的要求。研究結(jié)果表明，三工序沖壓方案能夠有效縮短翼子板沖壓工序，大幅削減翼子板的生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：翼子板；三工序；工序集成；沖壓工藝；模具結(jié)構(gòu)；特殊斜楔

中圖分類號：TG 385； U 466 文獻標志碼：A

基金項目：東風本田新車型研發(fā)項目（151N2HXNME01）

Design of Flanging-shaping Die for Automobile Fender Based on Three-process

JIANG Lei， LI Shiquan， WANG Long， WANG Dapeng（Dongfeng Honda Automobile Co.， Ltd.， Wuhan 430056， China）

Abstract： In order to reduce the number of automotive fender stamping die processes and cut the manufacturing cost of automobile fender， the fender of an SUV was taken as the research object. Based on the analysis of product stamping technology， a three-process stamping scheme using process integration technology was proposed. By combining the side punching and side flanging-shaping and adopting the primary side shaping process for large angle and long flange flanging， the same sequence of different process contents， including wing side punching， side flanging， side shaping and so on， was realized. The structure of flanging-shaping die meeting the three-process requirements of fender was introduced， and the structure layout and working principle of three different types of special-wedge mechanisms were described. Finally， the industrial application of three-process fender was completed and the requirements for mass production was achieved. The results show that the three-process stamping scheme can effectively shorten the fender stamping process， and greatly reduce the production cost of fender.

Keywords： fender； three-process； process integration； stamping process； die structure； special wedge

沖壓作為目前汽車覆蓋件最主要的加工方式，在整個汽車制造鏈中的作用不可或缺，而實現(xiàn)沖壓加工離不開沖壓模具。由于汽車覆蓋件結(jié)構(gòu)復雜、輪廓尺寸大、質(zhì)量要求高，導致用于生產(chǎn)汽車覆蓋件的沖壓模具難以實現(xiàn)工序內(nèi)容的高度集成化。以頂蓋、地板、翼子板、側(cè)圍外板、四門兩蓋等汽車主機廠常規(guī)自制沖壓件為例，這些汽車覆蓋件的沖壓模具基本以四工序為主，個別成形難度大的汽車覆蓋件甚至需要五工序沖壓模具來完成生產(chǎn)[1-3]。過多的工序不僅造成了巨額的沖壓模具投資浪費，還拉長了汽車覆蓋件沖壓生產(chǎn)鏈，從而阻礙生產(chǎn)效率的提升和加工成本的控制。因此，縮短沖壓模具工序數(shù)量，對于當今身處競爭白熱化市場的汽車制造商，有著十分重要的意義[4]。

與其他汽車覆蓋件相比，翼子板具有造型多變、曲率變化大、表面質(zhì)量和尺寸精度要求高等特點。這些特點直接決定了翼子板沖壓工藝和模具結(jié)構(gòu)的高難度屬性。作為車身上沖壓工藝難度、模具結(jié)構(gòu)復雜程度、模具設(shè)計制造成本僅次于側(cè)圍外板的覆蓋件，翼子板沖壓模具通常要比其他覆蓋件多出1～2副。現(xiàn)階段國內(nèi)大多數(shù)汽車主機廠的翼子板，均需要四工序或五工序的沖壓模具來實現(xiàn)生產(chǎn)。

為了縮短翼子板沖壓模具工序數(shù)量，國內(nèi)諸多學者從產(chǎn)品設(shè)計、沖壓工藝、模具結(jié)構(gòu)等方面對翼子板進行了深入的研究。陳世濤等[5]利用兩種不同形式的旋轉(zhuǎn)斜楔機構(gòu)，使更多的工作機構(gòu)在同一副模具內(nèi)安裝，實現(xiàn)了翼子板沖壓模具的四工序化。謝暉等[6]基于正交試驗法對翼子板產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，使其滿足了四工序化工藝方案。趙丹等[7]借助有限元分析技術(shù)簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，解決了翼子板沖壓模具四工序化結(jié)構(gòu)干涉的問題。肖紅波等[8]提出逆向補償法實現(xiàn)了修邊與沖孔的工藝復合，將翼子板沖壓模具從五工序減少至四工序。李昂等[9]通過側(cè)整形斜楔和滑車機構(gòu)和活動式整形壓料芯機構(gòu)的聯(lián)合運用，將翼子板沖壓模具縮短至四工序。然而，由于未能進一步對沖壓工藝進行復合，上述對于翼子板沖壓模具工序集成的研究均止步于四工序。

鑒于上述現(xiàn)狀，本文以東風本田汽車有限公司某SUV車型翼子板沖壓模具開發(fā)、制造、調(diào)試全過程為例，通過對產(chǎn)品的成形工藝進行研究，提出工序集成優(yōu)化方案，充分復合模具工序內(nèi)容，介紹了一種可實現(xiàn)翼子板三工序化的沖壓工藝方案和第三工序翻邊整形模結(jié)構(gòu)設(shè)計。該三工序化沖壓模具的工業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)在實際生產(chǎn)中得到了充分的驗證。

1 沖壓工藝分析

翼子板沖壓工藝與模具結(jié)構(gòu)緊密相連，沖壓工藝直接決定了模具結(jié)構(gòu)的布局[10]。在設(shè)計沖壓工藝方案時，工序數(shù)量越少，工序之間傳遞的制造誤差累計也就越小，制品的定位精度也就越高[11]，同時，模具制造成本和零件生產(chǎn)成本也就越低[12]。但是，由于工序的縮短，單工序的工藝內(nèi)容也就必然會相應(yīng)增加，這就進一步增大了沖壓工序排布與模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的難度[13-15]。

圖1為東風本田汽車有限公司某SUV車型翼子板產(chǎn)品幾何模型，材質(zhì)為JAC270D-45/45，等同于寶鋼材料DC54D+ZF-45/45，板厚0.65 mm，屈服強度為120～220 MPa，抗拉強度為260～350 MPa，加工硬化指數(shù)≥0.2，厚向異性指數(shù)≥1.8，斷后伸長率≥36%，產(chǎn)品外輪廓尺寸為1 018 mm×780 mm×212 mm。汽車翼子板由復雜的空間曲面構(gòu)建而成，型面曲率半徑小，相鄰型面曲率起伏大，與側(cè)圍、三角窗、前門、裙邊護板、輪眉飾板、前保險杠、前大燈、引擎蓋等多個總成件存在裝配關(guān)系。

結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點及整車裝配關(guān)系，將影響翼子板工藝方案和工序數(shù)量的特征造型進行區(qū)域劃分。圖1中：a～b之間為側(cè)圍配合區(qū)域，記為A；b～c之間為三角窗配合區(qū)域，記為B；c～d之間為前門配合區(qū)域，記為C；d～e之間為裙邊護板配合區(qū)域，記為D；e～f之間為輪眉飾板配合區(qū)域，記為E；f～g之間為前保險杠配合區(qū)域，記為F，g～h之間為前大燈配合區(qū)域，記為G；h～a之間為引擎蓋配合區(qū)域，記為H。

合理有效的工藝方案結(jié)合新型集成化構(gòu)造，可實現(xiàn)工序內(nèi)容的高度集成，從而縮短沖壓模具工序數(shù)量。通過將修邊、沖孔、翻邊、整形等工序內(nèi)容兩兩復合或三三復合后，該翼子板沖壓工藝方案實現(xiàn)了三工序化，具體為：（1）OP10拉延；（2）OP20修邊、沖孔、側(cè)修邊、側(cè)沖孔；（3）OP30翻邊、整形、沖孔、側(cè)翻邊、側(cè)整形、側(cè)沖孔。

1.1 拉延工藝

拉延筋可以調(diào)整拉延過程中材料流動速度和進料阻力，翼子板在拉延成形時各部位材料流入量不盡相同，所使用的拉延筋類型也有所差異。E、H區(qū)域在拉延過程中材料流入量較大，超過了20 mm，為保證成形過程穩(wěn)定，這兩處設(shè)計了半徑為R6的雙圓筋，內(nèi)側(cè)拉延筋高6 mm，外側(cè)拉延筋高3 mm。C、D區(qū)域在拉延過程中，材料流入量較小或者幾乎不流動。因此，這兩處設(shè)計了寬度為12 mm、深度為6 mm、彎曲圓角半徑為R2的鎖死筋。其余部位在拉延過程中材料流入量居中，為5～15 mm，選用了半徑為R6的單圓筋，拉延筋高6 mm。

以往在設(shè)計翼子板拉延工藝時，多選用梯形坯料，材料利用率普遍不高。同時，由于梯形坯料的使用，輪拱部不得不額外設(shè)計大量的工藝補充面，以改善材料的流動性。為了提高材料利用率，同時降低輪拱部開裂風險，該翼子板采用隨形坯料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的梯形坯料。坯料采用邊線定位方式，進料方向側(cè)為固定式定位板，出料方向側(cè)為氣缸驅(qū)動式翻轉(zhuǎn)定位器，以便于自動化生產(chǎn)取送料。投料之前，翻轉(zhuǎn)定位向外旋轉(zhuǎn)90°，與水平面平齊，投料完成之后，氣缸驅(qū)動翻轉(zhuǎn)定位向內(nèi)旋轉(zhuǎn)90°，與水平面垂直，拉延成形完成之后，翻轉(zhuǎn)定位再次向外旋轉(zhuǎn)90°，與水平面平齊。

1.2 修邊、沖孔工藝

圖2（b）為翼子板OP20修邊、沖孔工序，即工序2。該工序的主要工作內(nèi)容為A、B、D、E、F、G5個區(qū)域的外緣垂直修邊，C、 G兩個區(qū)域的垂直修邊與垂直沖孔復合，模具工作時，先沖孔后修邊。所有垂直修邊區(qū)域，修邊角度均控制在15°以內(nèi)，防止產(chǎn)生毛刺。H區(qū)域工藝補充面立壁與沖壓方向近乎平行，無法直接修邊，需要使用斜楔進行側(cè)修邊，斜楔工作角度為5°。

東風本田汽車有限公司沖壓線廢料槽入口寬度為900 mm，為保證所有修邊廢料均能順暢排出，外緣修邊每600～700 mm設(shè)置一處廢料刀，從而使所有廢料對角線長度均在900 mm以下。為避免翼子板在修邊后因應(yīng)力釋放所導致的型面塌陷，此道工序下型避空較少，大部分型面均按照產(chǎn)品形狀設(shè)計，因此，OP20采用制件形狀及輪廓定位，無需設(shè)置定位板。

1.3 翻邊、整形、沖孔工藝

圖2（c）為翼子板OP30翻邊、整形、沖孔工序，即工序3。該工序的主要工作內(nèi)容為A區(qū)域側(cè)翻邊，使用工作角度為75°的非標斜楔；B區(qū)域垂直翻邊整形與垂直沖孔復合；C區(qū)域側(cè)翻邊整形，使用工作角度為45°的非標斜楔；D區(qū)域垂直整形與垂直沖孔復合；E區(qū)域垂直翻邊；F區(qū)域側(cè)翻邊整形與側(cè)沖孔復合，使用工作角度為85°的非標斜楔；G區(qū)域前部垂直翻邊，后部側(cè)翻邊，使用工作角度為30°的非標斜楔；H區(qū)域側(cè)翻邊整形與側(cè)沖孔復合，使用工作角度為10°的非標斜楔。B、D、F、H4個區(qū)域的安裝孔精度要求較高，這幾處復合工藝工作順序為先翻邊整形后沖孔。翻邊整形為氮氣彈簧驅(qū)動成形，沖孔刃入量為2～3 mm。

傳統(tǒng)的非標斜楔，滑塊與工作刃口為異種材質(zhì)分體式結(jié)構(gòu)，斜楔機構(gòu)需要較大的安裝布局空間，模具材料與加工成本較高，加工累計誤差也更大。為了保證翼子板沖壓模具三工序化后，模具結(jié)構(gòu)更加緊湊、輕巧，加工工藝更加簡單，模具成本更加低廉，該翼子板OP30所有非標斜楔均設(shè)計成一體式結(jié)構(gòu)。

此道工序下型存在多個活動凸模，緊靠型面難以保證制件定位精度及穩(wěn)定性。因此，OP30在C、E、F3個區(qū)域設(shè)計了外緣定位板。

圖2（a）為翼子板OP10拉延序，即工序1。為了保證翼子板成形充分，避免產(chǎn)生開裂、起皺以及面品缺陷，在產(chǎn)品沿周區(qū)域均設(shè)計了相應(yīng)的工藝補充面。A、C、F、G、H5個區(qū)域在沖壓方向下存在用于翼子板安裝的負角結(jié)構(gòu)，因此，這幾處進行了過拉延設(shè)計，即將法蘭或立壁繞翻邊圓角旋轉(zhuǎn)一定角度，使其在拉延過程中無成形負角。B、D兩個區(qū)域成形較深、特征圓角較小，直接一次拉延成形存在開裂風險。因此，這兩處也進行了過拉延設(shè)計，即將壓料面抬高，使一部分產(chǎn)品形狀位于壓料面下方，同時增大特征圓角半徑。C區(qū)域翻邊為伸長類彎曲變形，翻邊法蘭較寬，達到了24 mm，且該部位外表面為多個曲率差異較大的曲面構(gòu)成，后工序側(cè)翻邊整形時在雙向拉伸應(yīng)力的作用下， C區(qū)域中間部位極易出現(xiàn)面畸變及尺寸精度超差。為了解決這一問題，C區(qū)域工藝補充面設(shè)計了8個水滴狀余肉造型，用于增大中間部位成形線長，使后工序側(cè)翻邊整形時中間部位與兩端部位線長變化趨于一致。

2 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

合理的沖壓工藝方案是模具穩(wěn)定生產(chǎn)、零件品質(zhì)優(yōu)良的先決條件，而模具結(jié)構(gòu)是沖壓工藝方案得以實現(xiàn)的最終載體。實現(xiàn)翼子板沖壓模具三工序化的關(guān)鍵在于復合構(gòu)造和特殊斜楔的設(shè)計[12]。與傳統(tǒng)四工序模具結(jié)構(gòu)相比，翼子板三工序化模具結(jié)構(gòu)差異主要集中于OP30、OP10、OP20模具結(jié)構(gòu)與四工序模具結(jié)構(gòu)基本一致。因此，本文重點闡述三工序翼子板OP30，即翻邊整形模的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作原理。

OP30是三工序化翼子板沖壓模具中結(jié)構(gòu)最復雜的一道工序，此序設(shè)計了3種新型特殊斜楔機構(gòu)，用于實現(xiàn)側(cè)翻邊、側(cè)整形以及側(cè)沖孔等工藝內(nèi)容的復合集成。圖3為翼子板OP30模具3D結(jié)構(gòu)圖。模具尺寸為4 380 mm×1 870 mm×1 190 mm，送料高度為950 mm。主要結(jié)構(gòu)分為上模座、下模座、壓料板、固定凸模、特殊斜楔C、特殊斜楔F、特殊斜楔H以及沖孔組件等。上、下模座及壓料板材質(zhì)為FC300，固定凸模、斜楔滑塊材質(zhì)均為FCD550。

為了實現(xiàn)翼子板引擎蓋搭接部側(cè)整形與側(cè)沖孔的工序集成，此處設(shè)計了一種雙滑塊子母斜楔機構(gòu)，即特殊斜楔H。而前門搭接部側(cè)翻邊的一次成形，采用了一種雙滑塊懸吊斜楔機構(gòu)，即特殊斜楔C。前保險杠搭接部同樣集成了側(cè)整形與側(cè)沖孔，此處應(yīng)用了一種雙驅(qū)動懸吊斜楔機構(gòu)。3種特殊斜楔結(jié)構(gòu)與工作原理具體如下。

2.1 雙滑塊子母斜楔機構(gòu)

圖4（a）為翼子板引擎蓋搭接部雙滑塊子母斜楔機構(gòu)整體結(jié)構(gòu)圖。翼子板引擎蓋搭接部雙滑塊子母斜楔主要由上驅(qū)動塊、外滑塊、內(nèi)滑塊3部分組成。

雙滑塊子母斜楔裝配關(guān)系為：斜楔復位器8安裝于斜楔驅(qū)動塊2之上；斜楔外滑塊壓板6、固定凸模9、氣缸14安裝于下模座3之上；驅(qū)動導板4、斜楔內(nèi)滑塊壓板7、螺旋彈簧10、氮氣彈簧15、整形凹模17、沖孔凹模21安裝于斜楔外滑塊5之上，氣缸14的活塞桿通過開口銷12及鎖付螺母13與斜楔外滑塊5連接成一體；整形凸模18、凸模固定板19、沖孔凸模20安裝于斜楔內(nèi)滑塊1之上。

雙滑塊子母斜楔機構(gòu)工作原理如圖4（b）～（d）所示。其上模下行至距離下死點160 mm時，外導向?qū)О鍑Ш?，繼續(xù)下行至距離下死點130 mm時，外導向?qū)е鶉Ш?。當上模下行至距離下死點125 mm時，氣缸14驅(qū)動外滑塊5向外滑動110 mm，將其推至工作狀態(tài)，使其與固定凸模9保持平齊。同時，上模驅(qū)動塊2與下模座3開始接觸。當上模下行至距離下死點60 mm時，壓料板與制件接觸，壓力源對其施加成形所需壓料力。在上模距離下死點45 mm時，上模驅(qū)動塊2與內(nèi)滑塊1開始接觸，并驅(qū)動內(nèi)滑塊1向前滑動，整形凸模鑲塊18在內(nèi)滑塊1的帶動下與制件接觸，開始側(cè)整形成形。在上模距離下死點3 mm時，側(cè)整形完成，氮氣彈簧16開始壓縮，此時整形凸模鑲塊18作為側(cè)沖孔的壓料板，沖孔凸模20與沖孔凹模21嚙合，開始側(cè)沖孔成形，直至上模最終運行至下死點。斜楔回程時，外滑塊5由氣缸14強制拉回，內(nèi)滑塊1由螺旋彈簧10及氮氣彈簧15強制推回，為保證內(nèi)滑塊1能夠快速推回至初始狀態(tài)，氮氣彈簧15所提供的力應(yīng)大于內(nèi)滑塊1自重的3倍。斜楔復位器8與內(nèi)滑塊1導向間隙為0.5 mm，即二者處于不接觸狀態(tài)。當螺旋彈簧10與氮氣彈簧15失效時，在上?；爻踢^程中，斜楔復位器8可強制將內(nèi)滑塊1拉回，使其與外滑塊5工作刃口強行分離，從而避免模具破損。

由于側(cè)整形不完全是剛性驅(qū)動成形，與側(cè)沖孔復合后，制件法蘭面易產(chǎn)生褶皺。為了解決這一問題，通過理論分析和實際調(diào)試，東風本田汽車有限公司總結(jié)了兩項側(cè)整形與側(cè)沖孔工序集成的技術(shù)要點，一是側(cè)沖孔刃入量不能過大，一般2～3 mm即可；二是側(cè)整形用的氮氣彈簧所提供的力需要大于最終成形力的60%。通過這兩項技術(shù)要點的運用，翼子板引擎蓋搭接部法蘭面褶皺得到改善，如圖5所示。

2.2 雙滑塊懸吊斜楔機構(gòu)

圖6（a）為翼子板前門搭接部雙滑塊懸吊斜楔機構(gòu)整體結(jié)構(gòu)圖。翼子板前門搭接部雙滑塊懸吊斜楔主要由下驅(qū)動塊、上滑塊、下滑塊3部分組成。

雙滑塊懸吊斜楔機構(gòu)裝配關(guān)系為：螺旋彈簧2通過導向螺桿安裝于上模座1之上；聚氨酯4安裝于上滑塊3之上，用于降低上、下滑塊接觸時的沖擊速度和噪聲；斜楔上壓板18通過螺栓連接將上滑塊3懸吊于上模座1之內(nèi)，并使其與上模座形成滑動配合，同時，斜楔側(cè)導板16安裝于上滑塊3兩側(cè)，從而保證上滑塊3的導向精度；斜楔強制回程復位塊8、斜楔側(cè)導板15安裝于下滑塊5之上；下滑塊壓板13、斜楔上壓板17安裝于下模座9之上，用于防止下滑塊5松脫；斜楔強制回程隨動塊6、斜楔驅(qū)動板14安裝于下驅(qū)動塊7之上，其驅(qū)動角度為45°；氣缸12安裝于下模座9之內(nèi)，其活塞桿通過氣缸連接塊10和鎖付螺母11與下驅(qū)動塊7連接成一體。

雙滑塊懸吊斜楔工作原理如圖6（b）～（d）所示，上模下行至距離下死點160 mm時外導向?qū)О鍑Ш?，繼續(xù)下行至距離下死點130 mm時外導向?qū)е鶉Ш?。當上模下行至距離下死點90 mm時，氣缸12推動下驅(qū)動塊7沿左側(cè)45°方向滑動90 mm，同時，下驅(qū)動塊7借助斜楔驅(qū)動板14將下滑塊5沿右側(cè)45°方向頂起，其滑動方向行程為20 mm。當上模下行至距離下死點75 mm時，上滑塊3驅(qū)動導向面開始與下滑塊5驅(qū)動導向面嚙合，驅(qū)動角度為43°。由于翼子板前門搭接部外觀面曲率較大，翻邊法蘭較長，直接一次側(cè)翻邊成形，零件面畸變難以控制。為了解決這一難題，東風本田汽車有限公司將上、下滑塊工作角度進行了差異化設(shè)計，上滑塊工作角度略小于下滑塊工作角度，利用反向補償手段保障零件外觀品質(zhì)。當上模下行至距離下死點60 mm時壓料板開始與制件接觸，繼續(xù)下行至距離下死點35 mm時上、下滑塊驅(qū)動導向面完全嚙合。在上模距離下死點25 mm時上滑塊3與制件接觸，側(cè)翻邊開始成形，其在工作角度方向滑動30 mm后，上模到達下死點，側(cè)翻邊成形完成。上?；爻虝r，氣缸12將下驅(qū)動塊7強制拉回，下滑塊5在自重的作用下退回至初始狀態(tài)。當下滑塊5滑動配合不良，無法利用自重下落時，斜楔強制回程隨動塊6開始發(fā)揮作用，借助氣缸12間接傳遞的拉力，強行將斜楔強制回程復位塊8拉回，從而帶動下滑塊5一起強制回程。

2.3 雙驅(qū)動懸吊斜楔機構(gòu)

圖7（a）為翼子板前保險杠搭接部雙驅(qū)動懸吊斜楔整體結(jié)構(gòu)圖。翼子板前保險杠搭接部雙驅(qū)動懸吊斜楔主要由下驅(qū)動塊、上滑塊、下滑塊3部分組成，圖7（b）為下驅(qū)動塊和下滑塊整體圖，圖7（c）～（d）為不同視角下的上滑塊軸測圖，圖7（e）為斷面圖，圖7（f）為時序圖。

雙驅(qū)動懸吊斜楔機構(gòu)裝配關(guān)系為斜楔上壓板5通過螺栓固定于上模座1之上，用于將上滑塊整體約束于上模座1之內(nèi)。限位塊16通過螺栓固定于上模座1之上，用于限制外滑塊9的滑動行程。聚氨酯彈簧17通過導正銷固定于外滑塊9之上，導板8、18以及斜楔側(cè)導板19通過螺栓固定于外滑塊9之上。氮氣彈簧12通過螺栓和卡板固定于外滑塊9之上，用于提供整形壓力源。導柱7通過過盈配合固定于外滑塊9之上，導套3通過螺栓固定于下模座2之上，導柱7和導套3通過滑動配合，保證沖孔精度。凸模固定板14通過螺栓固定于外滑塊9之上，沖孔凸模15利用凸模固定板14固定于外滑塊9之上。導板10通過螺栓固定于內(nèi)滑塊13之上，使內(nèi)滑塊13在外滑塊9內(nèi)部形成滑動配合關(guān)系。L型非標導板6通過螺栓固定于外滑塊9之上，與內(nèi)滑塊13形成滑動配合關(guān)系，并起到限位作用，防止內(nèi)滑塊從外滑塊9中跌落。沖孔凹模通過止轉(zhuǎn)銷固定于下滑塊4之上，下滑塊4與特殊斜楔H的外滑塊為整體式結(jié)構(gòu)，由同一氣缸驅(qū)動。

雙驅(qū)動懸吊斜楔機構(gòu)工作原理為：上模下行至距離下死點160 mm時外導向?qū)О鍑Ш?，繼續(xù)下行至距離下死點130 mm時外導向?qū)е鶉Ш?。當上模下行至距離下死點125 mm時，氣缸驅(qū)動下滑塊4運動至工作狀態(tài)。然后上模驅(qū)動外滑塊9，當上模運行至距離下死點65 mm時外滑塊9開始與下模2的驅(qū)動導向面接觸。當上模下行至距離下死點60 mm時壓料板與制件接觸，壓力源對其施加成形所需壓料力。在上模距離下死點40 mm時內(nèi)滑塊13在氮氣彈簧12的驅(qū)動下與制件接觸，開始側(cè)整形成形。上模繼續(xù)下行，運行至距離下死點12 mm時導柱7與導套3嚙合，以保證后續(xù)側(cè)沖孔導向間隙。當上模運行至距離下死點3 mm時側(cè)整形完成，氮氣彈簧13開始壓縮，此時內(nèi)滑塊13作為側(cè)沖孔的壓料板，沖孔凸模15與沖孔凹模11嚙合，開始側(cè)沖孔成形，直至上模最終運行至下死點。斜楔回程時下滑塊4由氣缸強制拉回，從而使制件前保險杠區(qū)域立壁負角與凸模分離。內(nèi)滑塊13由聚氨酯彈簧17強制推回，外滑塊9隨上模座1向上回程，從而共同帶動導柱7與導套3分離，內(nèi)滑塊13、沖孔凸模15與制件分離。

3 方案驗證

應(yīng)用三工序工藝方案之后，翼子板沖壓模具減少一套。制造沖壓模具所需要的鑄鐵、鑄鋼、鍛鋼等材料以及標準件用量削減近20%，沖壓模具NC加工和拼裝工時也有所下降。通過和四工序工藝方案對比和粗略核算，三工序化翼子板節(jié)約了沖壓模具制造成本100余萬元。經(jīng)過大批量實際生產(chǎn)驗證，三工序化沖壓工藝方案完全滿足翼子板規(guī)?；a(chǎn)需求，量產(chǎn)節(jié)拍、尺寸精度以及表面質(zhì)量均達到東風本田汽車有限公司相應(yīng)的評價指標。圖8為東風本田汽車有限公司某SUV車型三工序化翼子板OP30沖壓模具實物和最終完成品零件實物。

4 結(jié) 論

（1）通過將側(cè)翻邊、側(cè)整形與側(cè)沖孔進行工序集成，以及采用“水滴余肉過拉延+一次側(cè)翻邊整形”的成形工藝，實現(xiàn)了翼子板沖壓工藝方案的三工序化。

（2）運用雙滑塊子母斜楔機構(gòu)，實現(xiàn)了翼子板引擎蓋搭接部側(cè)翻邊整形與側(cè)沖孔的同序成形；運用雙滑塊懸吊斜楔機構(gòu)，實現(xiàn)了翼子板前門搭接部大角度、長法蘭負角翻邊的一次成形；運用雙驅(qū)動懸吊斜楔機構(gòu)，實現(xiàn)了翼子板前保險杠搭接部側(cè)翻邊整形與側(cè)沖孔的同序成形；3種特殊斜楔機構(gòu)的綜合運用，使翼子板翻邊整形模完成了更多的工藝內(nèi)容，并實現(xiàn)了同步化。

（3）目前，基于三工序的翼子板翻邊整形模已在東風本田汽車有限公司多款車型實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，并獲得了優(yōu)異的質(zhì)量和經(jīng)濟收益，對于汽車行業(yè)沖壓模具工序集成技術(shù)推廣和成本控制具有一定指導意義。

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