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【摘要】立柱外板是卡车驾驶室最关键的覆盖件之一， 侧整形是其成形工艺中最重要的工序, 对于立柱外板处的侧整形， 由于制件整形时需要凸模支撑， 整形后凸模需要退出取件，其半封闭形状给模具设计带来较多困难， 加上制件受双目重叠角不得大于6°的限制， 又不能设变， 为了改变这种状况， 采用了一种新型复合斜楔结构， 它可以很好地解决整形质量、支撑和凸模退出的诸多问题， 是加速产品投入市场的重要手段。

关键词：立柱外板；侧整形；斜楔结构

1 立柱外板风挡玻璃前缘侧整形状及成形方案分析

立柱外板是驾驶室最关键的零部件之一， 制件有外形尺寸较大：1,686×300×207mm） ， 而且外形曲面复杂使其冷冲压成形工序极其复杂， 与驾驶室的许多零部件都有装配关系 （见图1） 。立柱外板的外形尺寸精度会影响其与侧围外板、 前围内外板、 车门内外板和前挡风玻璃等驾驶室外覆盖件装配的密封性。在产品设计时， 在保证足够的承载力的情况下对立柱外板的宽度进行优化， 使得驾驶员的视野更加宽阔，可以有效的提高驾驶的安全性， 但这样一来， 就增加了模具设计的难度。

图1 立柱外板俯视图

因为以上这些原因， 侧整形就成为立柱外板的成形工艺中最重要的工序之一， 成形时要求定位支撑可靠， 无变形， 无起皱， 成形后表面光滑无褶皱， 整形后要求制件退出方便。由于该部断面特别狭窄， 侧整行程又大， 而且需要侧整出两个台阶 （18.3mm） ， 因此材料收缩十分严重 （见图2） ， 这也是设计难点所在。

图2 立柱外板侧整形工艺图

a — —立柱外板侧整形工艺图

b — —立柱外板剖面尺寸及分模示意图

虽然目前还有子母斜楔， 倾斜与转向复合斜楔和旋转斜楔、 双向运动结构的斜楔等， 我公司也有应用的实例， 但由于其结构复杂， 调整困难， 制造成本高等， 应用的概率较小。通常使用的侧整形模具结构如图3所示， 活动凸模采用局部支撑结构， 保证了侧整时有足够的压料面积， 为了取料方便， 压料面内侧设置了一条很宽的悬空带， 能够保证活动凸模收缩时不与制件相撞。该悬空带是为了保证活动凸模收缩时不与制件相撞而设置的。

该模具结构虽然已经在行业内广泛使用， 但该结构仍然存在一定的缺陷。在生产时， 局部悬空会导致制件成形时定位不稳定， 同时制件会产生局部变形，制件精度难以得到保证。因此对模具结构进行探索，寻求优化方法来克服上述的不足。

图3 目前常用的侧整形模具结构

a — —常用方案Ⅰ b — —常用方案Ⅱ

2 立柱外板侧整形新型复合斜楔结构设计

对于立柱外板的侧整形工序， 选择采用了新型复合斜楔结构设计， 即开模时， 活动凸模处于收缩状态，放上工序件后， 镶块的凸型可以保证定位的准确性；合模时， 滑车将活动凸模扩张到位， 然后压料芯压料， 最后侧整凹模进入固定凸模的凹槽内完成侧整形， 侧整时制件全型支撑， 可以避免由于支撑不佳而产生的微量变形， 从而达到提高侧整形质量的目的， 如图4所示。

图4 斜楔断面

1.上模座 2.上压料板 3.侧整凹模 8.斜楔弹簧 9.导向腿11.下模座 13.斜楔驱动器 14.斜楔导板 15.侧整凸模16.活动凸模 17.氮气弹簧Ⅱ 18.扩张斜楔

3 模具结构及工作过程

模具结构如图5、 图6所示， 包括上模和下模。上模包括：上模座1、 上压料板2、 侧整凹模3、 氮气弹簧4、 斜楔底座5、 导板6、 平衡块7、 斜楔弹簧8、 导向腿9、斜楔中滑块10；下模包括：下模座11、 外导板12、 斜楔驱动器13、 斜楔导板14、 侧整凸模15、 活动凸模16、 斜楔氮气弹簧17、 扩张斜楔18、 导腿凹槽19等。其特征在于：上模座1下方中间型腔安装压料板2， 压料板2的四周用导板与上模座保持滑配合， 压料板和上模座之间安装有氮气弹簧4， 在压料板2的左右侧， 侧整凹模3固定在斜楔中滑块10上， 上模座1中间安装斜楔底座5， 下模座11左右各固定着一个侧整凸模15， 中间安装有两个扩张斜楔18， 其上方是斜楔滑车上的活动凸模16， 两个凸模之间用导板导滑， 成形时支撑着立柱内型， 活动凸模16安装在水平运动的扩张斜楔18上。模具打开时活动凸模16处于收缩状态；模具闭合时活动凸模16是处于扩张整形状态。

图5 模具结构

1.上模座 2.上压料板 3.侧整凹模 4.氮气弹簧Ⅰ 5.斜楔驱动器Ⅰ 6.导板 7.平衡块8.斜楔弹簧 9.导向腿 10.斜楔中滑块 11.下模座 12.外导板 13.斜楔驱动器Ⅱ14.斜楔导板 15.侧整凸模 16.活动凸模 17.氮气弹簧Ⅱ 18.扩张斜楔 19.导腿凹槽

图6 侧整形模具打开状态

模具的创新点在于， 把原来的活动凸模分成侧整凸模和活动凸模两个部分， 固定凸模安装在下模座上，部分支撑着制件汽车整形技术怎么样， 活动凸模在侧整凸模侧方上下移动， 上移时侧整形， 下移时取件， 从而解决了制件的成形时产生形变和准确定位的问题。

模具工作过程：机床滑块带动上模上行， 模具打开， 斜楔中滑块10在斜楔弹簧8的弹力作用下带动侧整凹模3与活动凸模16分离， 接着斜楔驱动器5与扩张斜楔18分离， 扩张斜楔18侧移使活动凸模16下移到原始位置， 然后放入上序生产制件， 工序件准确定位；上模向下移动， 斜楔驱动器5驱动扩张斜楔18将活动凸模16推送到预定位置， 接着斜楔中滑块10在斜楔驱动器13作用下斜向上移动推动侧整凹模3与活动凸模16闭合， 侧整形工序完成。模具斜楔行程图如图7所示。

图7 模具斜楔行程图

4 结束语

卡车立柱外板侧整形工序， 由于整形深度深， 材料收缩量大，局部褶皱严重是其常见的缺陷。另外汽车整形技术怎么样， 由于该处既窄又深的半封闭形状， 如何保证在全型面支撑的情况下， 实现退件取料， 一直是一个设计难点。本文介绍的这种新型复合斜楔结构， 不仅可以解决材料收缩量大引起的局部褶皱， 而且由于实现了型面全支撑， 制件定位变得稳定， 制件质量得到了大幅度的提升。该模具现在已经投入批量生产了， 至今没有发生任何故障。