一種汽車中型件的沖壓多工位模具及其運作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種汽車中型件的沖壓多工位模具及其運作方法，汽車中型件的沖壓多工位模具包括上模和下模，所述上模包括上模座，所述下模包括下模座，所述上模座、下模座均設有修邊工位、沖孔工位、整形工位，修邊工位包括修邊定位結構和修邊刀具，沖孔工位包括沖孔定位結構和沖頭，整形工位包括整形定位結構和整形刀具，所述修邊工位與所述沖孔工位位于所述整形工位的兩側。汽車中型件的沖壓多工位模具使單個沖壓件模具總體噸位減少，節(jié)省了模具費用的投入，減少了模具的存放空間需求。
【專利說明】一種汽車中型件的沖壓多工位模具及其運作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及沖壓成型領域，具體涉及一種汽車中型件的沖壓多工位模具。
【背景技術】
[0002]汽車白車身零件多為沖壓件，在沖壓件結構設計確定以后，應充分考慮其加工的經(jīng)濟性，最大程度降低沖壓件成本。沖壓件成本通常包括毛坯板料費、沖次費、模具工裝攤銷費等。在多數(shù)工廠里，設備、人員、材料等外界條件在一定時期內(nèi)基本不變，而要降低沖壓件成本，主要從沖壓工藝的合理排布方面著手。
[0003]以汽車為例，汽車白車身用沖壓零件的長度一般在3米以內(nèi)，而白車身60% (重量)以上的零件長度主要集中在I米左右(上下波動300mm)，這部分零件通常被稱為中型件，一般為車身骨架的主要組成部分。尺寸大于中型件的零件通常是外覆蓋件、門蓋類內(nèi)板件、大地板件和縱梁類零件，以下統(tǒng)稱為大型件；尺寸小于中型件的零件通常是車身小型連接板、安裝支架類零件，以下統(tǒng)稱為小型件。目前在國內(nèi)按照傳統(tǒng)沖壓工藝布局，大型件主要采用自動化線連線沖壓，中型件主要采用手工線連線沖壓，而小型件則主要采用單臺小機床不連線沖壓的方式生產(chǎn)。這三種類型件沖壓模具多采用單工位復合模，即一付模具內(nèi)只含有一個模腔的沖壓模具。
[0004]對于大型件和小型件，這種傳統(tǒng)的沖壓方式，模具與沖壓線機床噸位和工作臺面基本匹配，暫不需改善。對于中型件，按照以上所述的傳統(tǒng)布局，往往出現(xiàn)較大機床生產(chǎn)較小模具的情況，造成所謂的“大馬拉小車”的無形浪費。與此同時，也造成了各沖壓廠家中型件沖壓機床資源緊張的瓶頸、車型模具總體噸位虛高的浪費和車型總體沖壓件沖次成本虛高等浪費問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種汽車中型件的沖壓多工位模具，其使單個沖壓件模具總體噸位減少，節(jié)省了模具費用的投入，減少了模具的存放空間需求。
[0006]解決上述問題的技術方案:
[0007]一種汽車中型件的沖壓多工位模具，其特征在于，其包括上模和下模，所述上模包括上模座，所述下模包括下模座，所述上模座、下模座均設有修邊工位、沖孔工位、整形工位，修邊工位包括修邊定位結構和修邊刀具，沖孔工位包括沖孔定位結構和沖頭，整形工位包括整形定位結構和整形刀具，所述修邊工位與所述沖孔工位位于所述整形工位的兩側；所述修邊刀具開始工作時的上模行程小于所述沖頭開始工作時的上模行程，所述沖頭開始工作時的上模行程小于所述整形刀具開始工作時的上模行程。
[0008]可選擇的，所述上模具有第一彈性件、第一剛性件，所述下模具有第二彈性件、第二剛性件，所述第一彈性件、所述第一剛性件與上模座固定，所述第二彈性件、所述第二剛性件與下模座固定，沖壓時，所述第一彈性件與所述第二彈性件先配合，所述第一剛性件與所述第二剛性件后配合來實現(xiàn)所述上模座的運動限位。[0009]可選擇的，所述沖壓多工位模具包括實現(xiàn)上模座與所述下模座之間導向定位的導向定位結構，所述導向定位結構包括與上模座固定的第一導向定位板、與上模座固定的導柱、與下模座固定的第二導向定位板、與下模座固定的導套。
[0010]可選擇的，所述上模具有壓料結構，所述壓料結構包括壓料本體、彈簧、螺栓、第一導向件，所述彈簧、所述螺栓的兩端分別連接壓料結構與上模座，所述第一導向件與所述壓料本體固定，所述上模座具有與第一導向件相配合的第二導向件。
[0011]可選擇的，所述上模座具有裝配工藝孔，所述修邊工位具有壓料結構，拆卸時，所述修邊工位的壓料結構通過所述裝配工藝孔、從上模座的背面移出，所述上模座的背面是指上模修邊刀具所在面的相對面。
[0012]可選擇的，所述修邊刀具包括與上模座固定的上模修邊刀具、與下模座固定的下模修邊刀具，所述上模修邊刀具與所述下模修邊刀具配合實現(xiàn)修邊；所述沖孔刀具包括與上模座固定的上模沖頭、與下模座固定的下模沖頭，所述上模沖頭與所述下模沖頭配合實現(xiàn)沖孔；所述整形刀具包括與上模座固定的上模整形刀具、與下模座固定的下模整形刀具，所述上模整形刀具與所述下模整形刀具配合實現(xiàn)整形；所述修邊定位結構包括位于下模修邊刀具兩側的定位擋銷，所述沖孔定位結構包括位于下模沖頭兩側的第一定位板，所述整形定位結構包括位于下模整形刀具周圍的第二定位板，所述定位擋銷、所述第一定位板、所述第二定位板與所述下模座固定連接。
[0013]可選擇的，所述下模具有廢料導出結構，所述廢料導出結構包括修邊廢料滑槽、整形廢料滑槽、沖孔廢料盒，所述修邊廢料滑槽、整形廢料滑槽、沖孔廢料盒與所述下模座固定，所述修邊廢料滑槽位于所述下模修邊刀具遠離下模整形刀具的一側，所述下模整形廢料滑槽位于所述下模整形刀具靠近所述下模修邊刀具的一側，所述沖孔廢料盒位于所述下模沖頭的下方。
[0014]可選擇的，所述整形工位位于所述沖壓多工位模具的中心，所述修邊工位與所述沖孔工位分別在整形工位的兩側且與整形工位的中心距相等。
[0015]可選擇的，所述修邊工位、沖孔工位、整形工位位于同一模具的三個模腔內(nèi)。
[0016]一種沖壓多工位模具的運作方法，所述多工位模具為所述的沖壓多工位模具，沖壓時，所述下模座固定，所述上模座靠近下模座移動實現(xiàn)各工位的沖壓，所述修邊刀具、所述沖頭、所述整形刀具依次開始工作。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018]1.該沖壓多工位模具將修邊、沖孔、整形三個常用工序的工位集成在同一模具上，同時將所需沖壓力較大的修邊工位和沖孔工位布置在所需沖壓力較小的整形工位的兩側，實現(xiàn)了模具整體的受力平衡，而修邊、沖孔、整形三個工序是大多數(shù)沖壓件常用的工序，因此該多工位模具具有較好的通用性；控制修邊刀具、沖頭、整形刀具的起始工作順序，采用合理行程排布，進一步消除了偏載，保證沖壓力分布均勻。
[0019]2.本發(fā)明的沖壓多工位模具，通過模座的合并使單個沖壓件模具總體噸位減少，節(jié)省了模具費用的投入，減少了模具的存放空間需求；降低了沖壓件的工序比，成倍提高了沖壓節(jié)拍，顯著節(jié)約了中型件的沖次費；減少了操作人員的數(shù)量，減少了半成品的存放和流轉，總體上降低了勞動強度，有效釋放了空間資源和人力資源?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明實施例的上模的立體結構圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實施例的下模的立體結構圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實施例的多工位模具的立體結構圖；
[0023]圖4為本發(fā)明實施例的多工位模具的左視圖；
[0024]圖5為圖4的A-A剖視圖；
[0025]圖6為本發(fā)明實施例的修邊工位的壓料結構的立體結構圖；
[0026]圖7為本發(fā)明實施例的沖孔工位的壓料結構的立體結構圖。
[0027]附圖標記說明:100-上模，101-上模座，102-第一彈性件，103-第一剛性件，104-上模修邊刀具，105-上模沖頭，106-上模整形刀具，107-壓料本體，108-彈簧、109-螺栓、110-第一導向件、111-裝配工藝孔,112-背面，113-第一導向定位板,114-導柱，115-蓋板，200-下模，201-下模座，202-第二彈性件，203-第二剛性件，204-下模修邊刀具，205-下模沖頭，206-下模整形刀具，207-定位擋銷、208-第一定位板、209-第二定位板、210-修邊廢料滑槽、211-整形廢料滑槽、212-沖孔廢料盒，213-第二導向定位板，214-導套。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細描述。
[0029]如圖1、2所示，汽車中型件的沖壓多工位模具包括上模100和下模200，上模100包括上模座101，下模200包括下模座201，上模座101、下模座201均設有修邊工位、沖孔工位、整形工位，修邊工位包括修邊定位結構和修邊刀具，沖孔工位包括沖孔定位結構和沖頭，整形工位包括整形定位結構和整形刀具，修邊工位與沖孔工位位于整形工位的兩側，修邊刀具開始工作時的上模行程小于沖頭開始工作時的上模行程，沖頭開始工作時的上模行程小于整形刀具開始工作時的上模行程。上模行程是指上模自上死點向下運動的距離。修邊工位的修邊刀具可采取波浪刃口，以降低整體偏載力。模具沖壓時分別將三個工位的工序件擺在對應位置,一次沖壓完成一個零件的三個工序內(nèi)容；接著按順序把每個工序件移到下一工位，完成下一次沖壓，以此類推。并通過工序件的內(nèi)部轉移循環(huán)，實現(xiàn)沖壓件的連續(xù)高效生產(chǎn)。
[0030]沖壓到底時，上模100的下極限位置可通過定位結構來實現(xiàn)上模座101行程的控制。優(yōu)選的，上模100具有第一彈性件102、第一剛性件103，下模200具有第二彈性件202、第二剛性件203，第一彈性件102、第一剛性件103與上模座101固定，第二彈性件202、第二剛性件203與下模座201固定，沖壓時，第一彈性件102與第二彈性件202先配合，第一剛性件103與第二剛性件203后配合來實現(xiàn)上模座101的運動限位。采用兩個剛性件實現(xiàn)了上模座101的運動限位，采用兩個彈性件先接觸有利于緩沖上模座101對下模座201的沖擊。
[0031]各個工位的工作刀具由兩部分組成，兩部分分別位于上模座101的下表面和下模座201的上表面。定位結構用于工件的定位，定位結構可以采用定位板、定位銷、定位夾具等。優(yōu)選的，修邊刀具包括與上模座101固定的上模修邊刀具104、與下模座201固定的下模修邊刀具204，上模修邊刀具104與下模修邊刀具204配合實現(xiàn)修邊；沖孔刀具包括與上模座101固定到上模沖頭105、與下模座201固定的下模沖頭205，上模沖頭105與下模沖頭205配合實現(xiàn)沖孔；整形刀具包括與上模座101固定的上模整形刀具106、與下模座201固定的下模整形刀具206，上模整形刀具106與下模整形刀具206配合實現(xiàn)整形；修邊定位結構包括位于下模修邊刀具204兩側的定位擋銷207，沖孔定位結構包括位于下模沖頭205兩側的第一定位板208，整形定位結構包括位于下模整形刀具206周圍的第二定位板209，定位擋銷207、第一定位板208、第二定位板209與下模座201固定連接。采用定位擋銷207來實現(xiàn)整形工位的定位，結構簡單，便于操作。
[0032]三個工位的廢料導出結構可采用滑槽、廢料盒等結構，廢料導出結構的布置可設置下模座201的任意合適位置。優(yōu)選的，下模200具有廢料導出結構，廢料導出結構包括修邊廢料滑槽210、整形廢料滑槽211、沖孔廢料盒212，修邊廢料滑槽210、整形廢料滑槽211、沖孔廢料盒212與下模座201固定，修邊廢料滑槽210位于下模修邊刀具204遠離下模整形刀具206的一側，下模整形廢料滑槽211位于下模整形刀具206靠近下模修邊刀具204的一側，沖孔廢料盒212位于下模沖頭205的下方。各個工位的廢料導出結構便于沖壓廢料的順利滑出，且有利于提高人工操作的安全性、方便性。
[0033]如圖3?5所示，修邊工位的壓料結構的輪廓尺寸一般都會超過修邊線輪廓，從正面不便取出壓料結構。優(yōu)選的，上模座101具有裝配工藝孔，修邊工位具有壓料結構，拆卸時，取下蓋板115，將修邊工位的壓料結構從裝配工藝孔至上模座101的背面移出，上模座101的背面是指上模修邊刀具104所在面的相對面。增加的裝配工藝孔能夠避免拆壓料結構時拆修邊刀塊，使壓料結構可以從上模座101的背面拆出。
[0034]上模座101與下模座201之間可增設導向結構來實現(xiàn)上模座101向下運動的導向，優(yōu)選的，沖壓多工位模具包括實現(xiàn)上模座101與下模座201之間導向定位的導向定位結構，導向定位結構包括與上模座101固定的第一導向定位板、與上模座101固定的導柱114、與下模座201固定的第二導向定位板213、與下模座201固定的導套214。采用導向定位板實現(xiàn)粗導向，采用導柱114與導套214實現(xiàn)精導向，保證了上模座101的運動穩(wěn)定性，增強了上模座101與模座各個工位刀具的對中性。
[0035]修邊工位、整形工位、沖孔工位的間距設置有多種選擇。優(yōu)選的，整形工位位于沖壓多工位模具的中心，修邊工位與沖孔工位分別在整形工位的兩側且與整形工位的中心距相等。采用上述設置，進一步保證了模具整體的受力平衡。
[0036]三個工位可位于不同的模具內(nèi)，優(yōu)選的，修邊工位、沖孔工位、整形工位位于同一模具的三個模腔內(nèi)。采用該結構，便于加工生產(chǎn)，節(jié)約成本。
[0037]如圖6、7所示，上模100需要設置壓料結構來實現(xiàn)工件沖壓腔的壓緊，優(yōu)選的，上模100具有壓料結構，壓料結構包括壓料本體107、彈簧108、螺栓109、第一導向件110，彈簧108、螺栓109的兩端分別連接壓料結構與上模座101，第一導向件110與壓料本體107固定，上模座101具有與第一導向件110相配合的第二導向件。上述壓緊結構設有導向結構，能夠同時兼顧壓緊與導向，保證壓緊力的施加穩(wěn)定。
[0038]一種沖壓多工位模具的運作方法，所述多工位模具為上述的沖壓多工位模具，沖壓時，所述下模座201固定，所述上模座101靠近下模座201移動實現(xiàn)各工位的沖壓，所述修邊刀具、所述沖頭、所述整形刀具依次開始工作。該模具各個部分運作的起始節(jié)點與上模座101的行程有關，下面舉例介紹本發(fā)明的多工位模具在一個完整沖次內(nèi)的行程原理。[0039]具有導向定位結構、修邊壓料結構、沖孔壓料結構、第一彈性件102、第一剛性件103、第二彈性件202、第二剛性件203的沖壓多工位模具的運作順序為:
[0040]當上模100從上死點向下運動時，在閉合前130mm，第一導向定位板與第二導向定位板213最先接觸導入，模具整體不受力，僅靠導向定位板導向；
[0041]上模100繼續(xù)向下，在閉合前90mm，導柱114開始導入導套214，模具整體不受力，靠導套214與導柱114,以及第一導向定位板與第二導向定位板213綜合導向；
[0042]上模100繼續(xù)向下，在閉合前30mm，修邊工位和沖孔工位的壓料結構同時接觸工件，開始壓料，此段行程內(nèi)修邊工位受力比沖孔工位受力大，模具靠導向定位結構綜合導向，通過模座來均衡受力，模具導板克服偏載力；
[0043]上模100繼續(xù)向下，在閉合前7mm，上模修邊刀具104與工件開始接觸，修邊開始，第一彈性件102與第二彈性件202接觸并壓縮來降低沖擊力，同時依靠導向件克服剩余的少量偏載，并依靠導柱114精確導向保證沖壓精度，這種沖孔排在沖裁后段的行程分布，理論上使沖裁最后的行程內(nèi)偏載消除，有利于保護沖頭；
[0044]上模100繼續(xù)向下，在閉合前3mm，沖頭開始接觸工件；
[0045]在到底之前的3mm以內(nèi)，修邊工序完成剩余修邊以及廢料切斷，同時沖孔工位完成沖孔，并在到底的最后行程內(nèi)，整形工位完成制件的整形，第一剛性件103與第二剛性件203配合實現(xiàn)了上模100運動的終止。
[0046]行程節(jié)點并不局限于上述的數(shù)值，可根據(jù)各個工位所需沖壓力進行相應變動。
[0047]上模100運動終止后，即一個沖次的沖壓內(nèi)容全部完成，之后上模100向上運動，修邊工位壓芯和沖孔工位壓芯分別依靠各自彈簧108卸料；完成卸料后，模具反向向上運動到上死點停止，在操作人員完成工序件移位之后，重復進行下一沖次操作。
[0048]雖然本發(fā)明是結合以上實施例進行描述的，但本發(fā)明并不限定于上述實施例，而只受所附權利要求的限定，本領域普通技術人員能夠容易地對其進行修改和變化，但并不離開本發(fā)明的實質(zhì)構思和范圍。
【權利要求】
1.一種汽車中型件的沖壓多工位模具，其特征在于，其包括上模和下模，所述上模包括上模座，所述下模包括下模座，所述上模座、下模座均設有修邊工位、沖孔工位、整形工位，修邊工位包括修邊定位結構和修邊刀具，沖孔工位包括沖孔定位結構和沖頭，整形工位包括整形定位結構和整形刀具，所述修邊工位與所述沖孔工位位于所述整形工位的兩側；所述修邊刀具開始工作時的上模行程小于所述沖頭開始工作時的上模行程，所述沖頭開始工作時的上模行程小于所述整形刀具開始工作時的上模行程。
2.根據(jù)權利要求1所述的汽車中型件的沖壓多工位模具，其特征在于，所述上模具有第一彈性件、第一剛性件，所述下模具有第二彈性件、第二剛性件，所述第一彈性件、所述第一剛性件與上模座固定，所述第二彈性件、所述第二剛性件與下模座固定，沖壓時，所述第一彈性件與所述第二彈性件先配合，所述第一剛性件與所述第二剛性件后配合來實現(xiàn)所述上模座的運動限位。
3.根據(jù)權利要求2所述的汽車中型件的沖壓多工位模具，其特征在于，所述沖壓多工位模具包括實現(xiàn)上模座與所述下模座之間導向定位的導向定位結構，所述導向定位結構包括與上模座固定的第一導向定位板、與上模座固定的導柱、與下模座固定的第二導向定位板、與下模座固定的導套。
4.根據(jù)權利要求3所述的汽車中型件的沖壓多工位模具，其特征在于，所述上模具有壓料結構，所述壓料結構包括壓料本體、彈簧、螺栓、第一導向件，所述彈簧、所述螺栓的兩端分別連接壓料結構與上模座，所述第一導向件與所述壓料本體固定，所述上模座具有與第一導向件相配合的第二導向件。
5.根據(jù)權利要求 4所述的汽車中型件的沖壓多工位模具，其特征在于，所述上模座具有裝配工藝孔，所述修邊工位具有壓料結構，拆卸時，所述修邊工位的壓料結構通過所述裝配工藝孔、從上模座的背面移出，所述上模座的背面是指上模修邊刀具所在面的相對面。
6.根據(jù)權利要求1~5中任一項所述的汽車中型件的沖壓多工位模具，其特征在于，所述修邊刀具包括與上模座固定的上模修邊刀具、與下模座固定的下模修邊刀具，所述上模修邊刀具與所述下模修邊刀具配合實現(xiàn)修邊；所述沖孔刀具包括與上模座固定的上模沖頭、與下模座固定的下模沖頭，所述上模沖頭與所述下模沖頭配合實現(xiàn)沖孔；所述整形刀具包括與上模座固定的上模整形刀具、與下模座固定的下模整形刀具，所述上模整形刀具與所述下模整形刀具配合實現(xiàn)整形；所述修邊定位結構包括位于下模修邊刀具兩側的定位擋銷，所述沖孔定位結構包括位于下模沖頭兩側的第一定位板，所述整形定位結構包括位于下模整形刀具周圍的第二定位板，所述定位擋銷、所述第一定位板、所述第二定位板與所述下模座固定連接。
7.根據(jù)權利要求1~5中任一項所述的汽車中型件的沖壓多工位模具，其特征在于，所述下模具有廢料導出結構，所述廢料導出結構包括修邊廢料滑槽、整形廢料滑槽、沖孔廢料盒，所述修邊廢料滑槽、整形廢料滑槽、沖孔廢料盒與所述下模座固定，所述修邊廢料滑槽位于所述下模修邊刀具遠離下模整形刀具的一側，所述下模整形廢料滑槽位于所述下模整形刀具靠近所述下模修邊刀具的一側，所述沖孔廢料盒位于所述下模沖頭的下方。
8.根據(jù)權利要求1~5中任一項所述的汽車中型件的沖壓多工位模具，其特征在于，所述整形工位位于所述沖壓多工位模具的中心，所述修邊工位與所述沖孔工位分別在整形工位的兩側且與整形工位的中心距相等。
9.根據(jù)權利要求1~5中任一項所述的汽車中型件的沖壓多工位模具，其特征在于，所述修邊工位、沖孔工位、整形工位位于同一模具的三個模腔內(nèi)。
10.一種汽車中型件的沖壓多工位模具的運作方法，其特征在于，所述多工位模具為權利要求I~9中任一項所述 的沖壓多工位模具，沖壓時，所述下模座固定，所述上模座靠近下模座移動實現(xiàn)各工位的沖壓，所述修邊刀具、所述沖頭、所述整形刀具依次開始工作。
【文檔編號】B21D35/00GK103785752SQ201410063310
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月24日 優(yōu)先權日:2014年2月24日
【發(fā)明者】湯敏, 趙濤, 崔禮春, 黃曉峰, 盧橋 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司