侧围外板是汽车车身中成形难度最大的零件之一。成形过程中难度大、易回弹、易扭曲,对其尺寸合格率及面品质量要求极高。侧围模具上边框的侧成形结构受产品形状、各滑块及符型托料帽子强度、机械手操作空间等因素限制。侧成形结构形式多样,下面针对相关结构进行分析。
侧围模具上边框侧成形结构
侧围是轿车车身中最重要的部件,其质量直接影响到汽车整体外观效果。因此侧围模具质量十分重要,各部件强度必须足够。但在实际生产中经常发现侧成形模具中帽子过薄、局部缺量等问题,造成强度不足。
结构是十分典型的侧围模具上边框侧成形结构,制件上边框形状简单,制件负角区域平缓,制件取放良好,成形滑块及符型帽子强度好,0°的侧翻机构及0°的成形滑块采用背推驱动方式,机构稳定受力性好。侧芯侧压料宽度足够,制件侧成形效果稳定。
成形滑块为两段拼接滑配的情况
有的时候,成形滑块受结构限制无法做成整体形式,而分为两段拼接滑配结构,该结构优点是结构简洁、稳定,缺点是增加了调试的难度和工作量。如果调试不到位,在拼口处的两个滑块在侧成形时因为受力不均会产生窜动,在上边框的A面上产生痕迹。这种结构有风险,选用时需要谨慎。
另外,这种拼接结构由于是两种驱动方式,滑块的到位会有先后顺序,因此拼口的方向和驱动的行程关系要特别注意。
上边框带有废料的侧成形结构(双侧芯结构)
这种双侧芯结构因为上边框的侧成形工序排到侧修边工序之前,工艺顺序为先成形,后修边。优点是后精修制件精度高,缺点是这有可能增加侧围模具的工序。双侧芯结构较单侧芯结构复杂。
由于上边框带有废料,增加了制件的厚度,增大了机械手取放件的空间要求。滑块及机构侧芯的行程也要满足取件。
受产品条件限制的侧围上边框A柱侧翻边结构
受产品条件限制的侧围上边框A柱侧翻边结构。
受A柱产品造型限制,产品上边梁比较窄,门槛制件角度比较大,这样的产品造型给后序的侧翻整模具结构设计造成很大的困难。由于侧翻角度是定值,那么滑车的回退角度相应也就定下来了。像常规上边梁侧翻结构,回退滑块和托料帽子镶块全部符型的话,还要考虑负角取件问题。常规情况下,回退滑块的符型区Z向视图边界要大于负角产品边界。但目前产品造型采用此结构的话,回退滑块符型区相应较大,滑块在回退状态时会和托料帽子镶块,甚至与产品制件发生干涉。在设计原则中如果滑块在回退状态,托料帽子镶块应保持与回退滑块防干涉间距2mm,此时托料帽子镶块最薄地方要求大于7mm(需要考虑基准侧料厚),可以设计成回退滑块与托料帽子镶块为全部符型结构,也是比较理想的结构状态。
现在讨论托料帽子镶块最薄地方不能满足7mm的情况,首先我们先要考虑制件负角取件问题,托料帽子镶块的边界也就确定了,这时需要把托料帽子镶块的干涉尖角打掉。其次回退滑块的符型区宽度最小要保证20mm,才能保证侧翻的时候能够压住板料,不发生窜动。图4所示的结构形式就是这样的状态,托料帽子镶块整形区域跨度为760mm,截面最薄的地方仅仅5mm厚,强度存在问题。但综合考虑回退滑块的强度要求,这已经是最优的模具结构了。
受产品造型影响,在托料帽子镶块局部断面(图5)厚度仅有5mm的情况下,侧压料宽度为20mm,局部最薄弱处仅为16mm,常规来说这种滑块强度是明显不足的,只有在现有的滑块基础上想办法。首先材质方面换成更好的7CrSiMnMoV,其次在回退滑块和托料符型镶块之间加导板支撑。这样做的好处有两个:一方面通过导板的支撑,加强了托料符型镶块的强度;另一方面,滑块符型区后面增加的导板支撑,相当于增加了支撑筋,增加了回退滑块工作区域的强度。