一种侧围侧翻基准孔的退件机构

文/萧强·天鹤模具科技（天津）有限公司

高宏杰，周杰，范锐强，杨洪涛·重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司

轿车整体侧围作为整车覆盖件的A类件，零件尺寸最大，形状复杂，成形难度大，面品要求高，零件尺寸形位公差精度要求很高，是主机厂新车型开发过程中重点关注的制件。轿车整体侧围要求成形后刚度强、回弹小，由于大部分为外露区，要求A面曲率连续，另外，整体侧围与车身多个制件搭接，包括车门内外板、顶盖、翼子板、A柱加强板、B柱加强板，因此侧围零件的边界尺寸及孔位公差要求高，这样才能保证整车的装配间隙。轿车整体侧围装焊的主基准孔（图1）作为制件的装焊基准，在冲压过程中需要重点保证其形位公差。

图1 主基准孔与放大图

轿车整体侧围的主基准一般为翻孔，翻孔直径为30mm，在车身位置垂直于绝对坐标的Y轴。本文中的侧围主基准孔比较特殊，主基准孔在车身位置与绝对坐标Y轴有8°的夹角。如果采用常规工艺方案的话，正翻主基准孔的话，在冲压方向存在负角，不能实现。如果旋转制件8°，正翻主基准孔可以，但制件上大部分的冲孔都是和车身位置Y轴平行的，冲孔的冲压角度是不满足的，还有上边梁的侧翻角度也不好。因此，对于本案例而言，工装开发中最好的方案就是8°侧翻主基准孔，如图2所示。

图2 8°侧翻主基准孔

退件机构及工作原理

侧翻主基准孔的结构中，上模采用82°的侧翻机构，驱动器装在压料芯中，是一种隐翻孔的机构，压料芯拆出天窗盖板，方便翻边机构的调装。下模为82°的回退滑块，回退滑块装在下模大镶块中，回退滑块为锻件，与下面大镶块的滑配面导滑，使用氮气弹簧提供回程力，使用退料螺钉限程。回退滑块使用常规的横杠推车驱动到位。由于侧翻孔直接翻在回退滑块上，制件包在回退滑块上比较紧，如果回退滑块在氮气弹簧的作用下直接回程，会把制件带变形，影响A面面品质量及装焊主基准孔的形位公差，因此必须增加弹性退件机构。本案例的退件机构就是为了解决翻孔制件的质量问题而设计的，具体结构如图3所示。

图3 退件机构

退件机构的作用和普通的弹性翻边顶出器是不一样的，普通的翻边顶出器的目的是将翻边后，包在模具凸模的制件顶松。本案中的退件机构是在弹簧力的作用下顶住翻孔后制件的边，给制件一定的托举力，但力的大小合适，不至于将制件顶出，因为是侧翻，直接顶出制件的话会将制件顶变形。目的是退件机构给予制件一定的托举力，该力和回退滑块的作用力及运动方向相反，保护制件不会被回退滑块带变形。从而保证焊接主定位孔的形位公差。退件机构的结构工作原理如图4所示。

图4 退件机构的结构工作原理

在A状态（模具侧翻开始之前），回退滑块处于回退状态，退件机构在弹簧的作用力下，处于顶出状态，行程为5mm，通过穿行在下模大镶块、回退滑块及退件机构之间的导向限程销钉，限制行程。此时，氮气弹簧处于释放状态，回退滑块在氮气弹簧力的作用下回程运动，通过紧固在下模大镶块上的退料螺钉限制回退滑块的行程。在A状态，退件机构处于顶出状态，上序的制件（未翻孔之前的制件状态），放在下模上，制件和下模大镶块符型，退件机构处于顶出状态，但不与上序制件干涉。

B状态在A状态所有部件位置就位的前提下，上模及压料芯在上机床滑块的带动下，向下运动，斜楔导板驱动下模横杠推车驱动，下模横杠推车驱动回退滑块斜向上运动，压缩氮气弹簧，直至回退滑块向上到位，与制件平齐，实现制件符型。这时弹簧在原有预压的基础上，增加回退滑块8mm的弹簧压缩量，但退件机构由于导向限程销钉的限制，仍然处于顶出状态，只是受到弹簧的压缩量增加，顶出机构的托举力达到最大值。压料芯向下运动，开始压住制件。侧翻镶块再侧翻机构的驱动下，沿着侧翻方向向下先作用于退件机构上，退件机构受力，向下运动，压缩弹簧。接着侧翻镶块接触制件，实现翻孔，制件翻孔后包在回退滑块上，最终模具达到下死点，实现B状态。

C状态在B状态——模具的下死点状态的基础上，模具向上死点运动，侧翻镶块在上模及侧翻机构的带动下，沿着侧翻方向向斜上运动，侧翻镶块，退出回退滑块。顶件机构没有侧翻镶块的压迫，在弹簧力的作用下沿着侧翻方向向斜上运动，直至通过导向限程销钉限制行程，达到上死点状态，此时退件机构刚好顶住侧翻完成后制件的边缘。压料芯此时已经向上运动，不再压住制件。随后横杠推车驱动回位，回退滑块，在氮气弹簧的作用下，实现回程8mm，由于顶出机构顶住了制件，翻孔后的制件尽管包在回退滑块上，但顶出机构在弹簧力的作用下，托举住了制件，所以回退滑块在回程状态下，不会把翻孔后的制件带变形，从而保证了装焊主基准孔的形位公差。最终模具达到上死点，即开模状态（C状态）。

结束语

侧翻孔退件机构，结构紧凑，运用多种机械原理，成功实现了侧翻孔退件功能，从而保证了侧围焊接主基准孔的形位公差，保证了整车装焊的精度。限位销钉的运用，是整个退件机构中的亮点，既实现了退件机构的防转，而且控制了退件机构的行程。亮点是打破了常规的限程形式，简化了总成结构，而且占用空间小，加工和装配调试都降低了成本和难度。作为一种新型的退件装置，可以广泛运用于各种制件的侧翻孔结构中。