包边模压料板压力源新结构设计

王建华 丁芬芬 曹长才 谭文娟 王 健 晋贺锋

浙江吉利汽车实业有限公司制造工程中心 浙江 宁波 315336

1 引言

汽车四门两盖总成包边有多种方式,包边模包边因效率高质量好成为应用最广泛的方法之一,包边模压料板压料力的特点是压力适中,压料行程较大,因而弹簧长度较长,工作过程中弹簧容易发生弯曲。传统的包边模压力源使用螺旋弹簧,生产中经常发生损坏,发现不及时容易损坏模具,焊装车间多数没有大型吊车,上模起吊和翻转困难,维修极为不便,设计一种更为可靠的压力源结构对保证包边生产,防止模具发生意外损坏非常重要。

2 压料结构方案分析

通常包边模压料结构行程130mm 以上,压料力在1000～3000Kg,压料力满足要求即可,不需要太大,否则压料板平衡机构受力增加,平衡机构易于损坏,典型弹簧压料结构见图1所示。

新方案要求实现所需压料行程,提供稳定的压料力,也可以调节压料力。

安装方式要求不拆卸模具的前提下,氮气弹簧可以从背面拆卸和安装。

采用标准安装方法稳定性不好的缺陷依然存在,影响氮气弹簧使用寿命,设计一种新氮气弹簧型组合安装方法来解决工作稳定性,提高使用寿命。

图1 弹簧压料结构示意图

3 氮气弹簧压力源组合安装方案

首先选择氮气弹簧安装形式,典型三种安装方法：底部螺孔安装、顶槽安装和底槽安装;

第一种底部螺孔安装形式,可以实现底部拆装的需要,包边模里面使用的是小直径的长弹簧,震动产生的偏载力,易于将螺钉损害,造成氮气弹簧早期失效;

第二种顶槽安装方式,需要通过前法兰盘安装到模座上,只能从模腔内拆装氮气弹簧,不符合维护要求;

第三种底槽安装法,受力状态和稳定性相对较好,优于底部螺钉安装,通常用于内腔安装。

图2 氮气弹簧典型安装方式

新方法采用第一种和第三种的组合安装方式,底槽半月板安装使用标准件,底板采用自制件作为安装固定座。这样既能实现底部安装,又可以改进螺钉孔安装稳定性不好的缺陷;并且不会产生过约束问题,详细见图3。

图3 氮气弹簧底部组合安装

4 氮气弹簧抗偏载设计

某包边模压料行程140mm,4个TU500－160的氮气弹簧,参数为：初始压力500Kg,有效行程160mm,自由长度405mm,缸体直径45.2,活塞杆直径20;氮气弹簧自由高度是缸体直径的9倍左右,稳定性依然较差,单独采用底槽氮气弹簧安装方法,工作过程中依然存在缸体震动,抗偏载能力弱的缺陷,影响氮气弹簧使用寿命。通过在氮气弹簧前端增加2块半月形辅助安装板,克服氮气缸工作过程中的震动,提高抗偏载能力,半月板不要卡前端安装槽,避免与标准安装方法产生过约束。安装方式见图4。

图4 氮气弹簧抗偏载结构

5 包边模压料力调节

包边模工作过程中要求提供充足压料力,确保零件不发生窜动,但不是压料力越大越好,过大的压料力引起压料板偏载问题,需要压料板的四角支爪平衡偏载力,容易引起支爪破坏。

该方案氮气弹簧采用串联结构,通过氮气表调节压力,保证零件不窜动情况下,尽量降低氮气弹簧系统压力。

6 氮气弹簧压力源快速维护

氮气弹簧串联结构一旦发生漏气现象,要求模具不下机床,可以拆下来进行维护。氮气弹簧缸体外径尺寸公差一般为±0.1mm,各别品牌缸体公差有微小差别,为实现快速拆装需求,安装板需要与氮气缸研配,保证与缸体间隙0.05～0.1mm,用螺钉紧固,销钉定位;安装板导入侧倒圆角,合模状态从上模顶部可以顺利取放氮气弹簧,实现免下机台维护的要求。

7 结论

该新型氮气弹簧组合安装方案,安装和维修很都方便,满足包边模对压料的要求,同时避免了普通弹簧易损坏的缺陷,特殊的抗偏载设计增加了氮气弹簧工作稳定性,大幅度延长氮气弹簧使用寿命。