汽车尾灯座板冲压工艺和模具结构

陈锡兵

摘要： 本主要对于汽车中的尾灯座板进行介绍，分析尾灯座板结构、工艺设计、冲压CAE以及模具结构设计等内容，探讨尾灯座板复杂的冲压工艺以及模具设计过程，以供参考。

关键词： 尾灯座板;CAE分析;工艺设计;模具结构

【中图分类号】TG386【文献标识码】A【文章编号】1674-3733（2020）15-0191-01

现阶段汽车市场竞争越来越激烈，汽车生产厂家不仅要保障产品的质量和功能良好，也应重视汽车的外观设计，以此吸引消费者眼球。在汽车整体造型中尾灯是一项非常重要的元素，新颖、个性的尾灯造型可为汽车增添一定色彩。随着尾灯造型的变换和更新，用来固定尾灯的座板结构会随之变得复杂。因此应加强其模具结构设计，并有效应用冲压工艺，以此应对结构复杂的问题，保证尾灯座板质量，更稳定的固定尾灯。

1尾灯座板结构与功能

在汽车上尾灯座板所处位置和需要发挥的作用较为特殊，使得尾灯座板的钣金件有着较为复杂的结构。与汽车尾灯座板具有搭接关系的零件包括流水槽、侧围外板、侧围外板延伸板、尾灯座板角板和D柱下内板等

。尾灯座板结构如图1所示，尾灯座板受其相关功能要求钣金件之中具有5组不同功能的冲孔，座板孔位主要有定位孔、后安装大灯孔、线束胶套过孔、卡扣定位孔以及安装保险杠尾灯支架孔。由于尾灯座板应该与尾灯相匹配，设计尾灯座板时应留有安装避让空间，使其造型更加复杂;这之中结构最为复杂的是侧围外板和尾灯座板间匹配面，防止焊装完汽车后有与涂装工艺要求不符合的缺陷存在，对于侧围外板之后三角位置两处尖点处的钣金件应该匹配贴合;分别由尾灯座板角板以及下图A处造型这两处进行匹配;A处造型是设计尾灯座板工艺的难点[1]。

2尾灯座板CAE分析

汽车共有两个尾灯座板，为降低汽车整体开发成本，应在模具开发阶段将成本降低。本文研究的汽车尾灯座板是使用左右件合模方案来设计工艺与结构。由于尾灯座板机构具有一定复杂性，明确合拼方案时，应充分考虑和侧围外板匹配面的工艺设计，特别是A处造型。这一造型只是常规修边和翻边是难以实现的，对拉伸这一造型直接成形到位进行综合分析，并在不同角度修边以此实现这一部位结构。从而能够确定左右件的合拼方案是：将侧围外板延的伸板搭接面作为对称面，在左右合拼工艺的补充区域直接拉伸A处造型，使其一步成型。由于安装尾灯座板匹配面有着较为复杂的造型，对冲压方向进行选取时，需考虑在冲压方向上成形面是否具有负角，根据车身坐标系旋转调整尾灯座板，通过多次对比分析，最终明确冲压方向。选择尾灯座板材料时，应注重成形结构复杂以及材料不均匀流动等特性，这一零件选用的材料应该具有较高延伸率，通过多次的CAE模拟分析，来确定最终材料。根据合拼左右件方案、板料材质以及冲压方向，来优化分析其工艺补充面，按照AutoForm的模拟分析结果对其成形过程进行检查。运用CAE的评判标准来综合判断其起皱、变薄率以及最大失效等内容，保证控制这些因素在合理范围内，才可保证这一方案可行。

3尾灯座板的工艺设计

尾灯座版有着较为复杂的结构，需要完成的工序有着不同内容，工序间应根据冲压方向进行旋转。进行攻击设计时，应分析研究生产零件的可操作性、零件品质一致性、模具结构稳定等内容[2]。以下具体分析这一零件完成需要的工序：

3.1拉伸。

在合拼左右工艺的补充区域直接拉伸A处造型，使其成形到位，零件其他位置翻边匹配面经过R角后展开摊平直边，在工艺补充面做光顺。为利于后期修边，做工艺补充面过程中沿修边线想着外面延伸5mm。为保证材料顺畅流动，两侧工艺补充面可以进行三角形平台斜面设计;为保证充分利用材料，应尽量缩小合拼区域，不应超过10mm。

3.2修边+侧冲孔。

这一序冲压方向和拉伸序一致，确保废料顺畅滑落，并做好后期分离准备，这一序主要修冲零件周边废料，并正冲和侧冲合拼工艺补充区域，为下一序分离左右件做好准备。

3.3修边+侧冲孔+分离。

这一序是准确修冲翻边的修边线，因为后序翻边整形工序要将冲压方向旋转，所以这一序要完全分离左右件。根据本工序内容，对侧修及侧冲机构进行合理布置，明确侧冲和侧修的斜楔角度，在本序中冲出后大灯安裝孔。

3.4翻边+整形。

为确保在同一序中完成所有翻边面，翻边+整形基于修边+侧冲孔+分离将冲压方向旋转了20°;这一序运用压料芯对零件复杂型面整形，使零件型面符合检验标准。

3.5侧修边与侧修边+侧冲孔。

对A处造型修边，因为A处造型具有特殊性，因此应有两道工序才可以完成。另外，在侧修边+侧冲中冲出零件定位孔和安装孔，保证孔的精度。

根据上述可知，尾灯座板结构比较复杂，设计人员设计工艺时应重视模具结构的可靠性和实现性、零件质量一致性和生产可操作性，以此明确各工序应该实现的工序内容，分析每序设计的要点。

4模具设计

尾灯座板模具主要是常规的模具结构设计，适合用在手工线生产上。设计拉伸模时，选择手工线通用模具结构，其上模以及压边圈采取中间导腿导向结构，而压边圈以及下模采取内导向结构，模具整体导向平稳。设计修边+侧冲孔时，上模以及下模采取导腿和导柱导套结合的导向结构，应用这一结构模具可保证导向平稳。设计修边+侧冲孔+分离时，从模具单侧滑出分离废料，考虑滑出二层废料滑道的空间以及滑板角度，保证废料顺畅滑落。设计翻边+整形时，其模具需完成制件型面及上翻边整形，模具通过下活动压芯结构，直接镶嵌翻边整形镶块在上模板，由氮气弹簧提供下活动的压料芯压力源;设计侧修边时，为保障压料芯平稳工作，下模设置两处压料芯锥形的平衡块。设计侧修边+侧冲孔时，这一序模具需精修A处造型，且精修凸模受到较大侧向力;对凸模刃口断面进行Z形设计，可抵消精修凸模剪切承受的侧向力。为保证压料芯平稳工作，下模设置4处压料芯锥形的平衡块。根据尾灯座板工序设计模具结构，应重视设计特殊及重点结构的方案，由于其结构复杂，有较多工序内容，需通过不同工序模具来实现。

结束语：根据尾灯座板制件生产操作性、模具结构实现性、制件质量一致性来考虑，模具结构及冲压工艺合理的设计与布置，能够明确各道工序需实现的内容。本文所分析的汽车尾灯座板工艺以及模具设计方案对于类似结构车型，具有参考价值。

参考文献

[1]朱俊.汽车尾灯座板冲压工艺和模具结构[J].模具制造，2020，（1）：1-6.

[2]束伟军，邬新桥.汽车后尾灯灯罩双色注射模设计[J].模具制造，2020，20（3）：40-43.