多产品共用工艺及模具研究

文/李欢迎·长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心

在市场竞争日趋激烈的今天，汽车多元化、多版本共同开发成为企业的焦点。如何在满足汽车造型新颖的前提下，缩短模具制造周期、降低模具钳工装配调试周期、保证制件品质、提高生产效率，使企业更具有竞争优势，是我们一直在研究探索的课题。采用技术革新和装备改良升级降低生产成本，提高工作效率，是一种最直接、最有效的发展方向。在新产品开发过程中，模具的开发费用所占的比例比较大，如何最大限度的节约模具开发成本对所有主机厂及模具供应商都至关重要。

常规后背门所需模具及技术特点

常规后背门内板所需模具

常规后背门内板工艺为4 序或5 序，下面以5 序后背门内板工艺及模具结构为例进行说明。

⑴常规后背门内板工艺OP10 为拉延工序，采用唯一特定拉延模具将预先准备的板料拉深成形至唯一的拉延制件形态，如图1 所示。

图1 拉延工序制件及模具

⑵常规后背门内板工艺OP20 为修冲工序，采用唯一特定的OP20 修冲模具将拉延制件进行修边、冲孔得到唯一的OP20 阶段制件，如图2 所示。

图2 OP20 阶段制件及模具

⑶常规后背门内板工艺OP30 为修冲工序，采用唯一特定的OP30 模具将OP20 制件再次进行修边、冲孔而得到唯一的OP30 阶段制件，如图3 所示。

图3 OP30 阶段制件及模具

⑷常规后背门内板工艺OP40 为翻整修冲工序，采用唯一特定的OP40 模具将OP30 制件进行翻整、冲孔而得到唯一的OP40 阶段制件，如图4 所示。

图4 OP40 阶段制件及模具

⑸常规后背门内板工艺OP50 为修冲工序，采用唯一特定的OP50 模具将OP40 制件进行冲孔而得到最终的唯一的后背门内板产品，如图5 所示。

图5 OP50 阶段制件及模具

技术缺点及需解决的技术问题

常规后背门内板工艺及模具结构技术具有以下缺点：⑴只能实现产品单一功能，不能实现多产品功能；⑵不能实现侧选勾修功能；⑶只能实现常规的正修、正冲、侧冲、勾修功能；⑷模具套数多，开发成本高，模具功能单一。

针对上述技术背景和现有技术缺点，急需发明创造一种新型后背门内板工艺及可实现的模具结构来解决现有技术问题，此新型后背门内板工艺及冲压模具结构要具备以下特点：⑴此方法可实现局部大面积造型差异的不同产品生产功能；⑵可实现侧勾修结构自由切换的功能；⑶模具结构紧凑，精简模具套数，节约开发成本。

新型后背门工艺及冲压模具

越野版后背门内板下部造型为凸包造型；城市版后背门内板下部造型为平缓型。越野版后背门内板产品与城市版下部造型大不相同，长度约550mm，高度落差约50mm，两种产品对比如图6 所示。

图6 两种造型对比

后背门内板多产品新工艺及模具

由于两种产品的造型差异性过大，常规工艺周圈整修无法实现，后序模具共用生产两种产品，常规工艺无法同时实现上下模具均为活动机构来实现不同产品的生产。因此，采用如下工艺及新模具结构可实现OP10 分别设计2 套模具，OP20、OP30、OP40 只要设计3 套模具即可满足此两种产品互换的自动化生产，较常规方法节省5 套模具，有效缩短了模具开发周期。

⑴OP10 工艺及模具结构。

为越野版和城市版后背门内板分别开发一套拉延模具，如图7 所示。

图7 OP10 工艺及模具结构

⑵OP20 工艺及模具结构。

OP20 工艺分序修冲拉延产品，将越野版与城市版后背门内板造型差异区550mm 留至后序勾修。设计下部侧冲孔及下部两侧勾修及其他部位修冲工序，以达到OP20 模具结构同时生产越野版与城市版两种产品，工艺及模具结构如图8 所示。

图8 OP20 工艺及模具结构

若想实现两种制件在OP20 一套模具上生产，排布造型差异区无工作内容，并结合越野版比城市版造型高，故下模造型差异区需要按照城市版产品进行备空处理，如图9 所示。上模可以完全共用，压芯需要按照越野版产品进行备空处理，如图10 所示。

图9 OP20 下模2003 进行备空处理

图10 压芯2002 进行备空处理

⑶OP30 工艺及模具结构。

本序结构是此新模具结构的核心内容。本序进行侧修城市版，为了实现共用生产越野版，需将避让侧修城市版斜楔及压芯局部造型回退避让越野版产品造型。如图11 所示，黑色圈内为造型差异区，OP30 工序进行城市版造型差异区侧修工作内容，而越野版造型后背门内板本序此区域不进行修边设置。将滑块组件安装在上模内，小压芯组件安装在斜楔组件3400内，然后再将其一起安装在大压芯内，然后将其整体安装到上模内。OP30 模具上模结构如图12 所示，大压芯如图13 所示，斜楔组件如图14 所示，下模结构如图15 所示。

图11 OP30 工艺及模具结构

图12 OP30 模具上模结构

图13 大压芯

图14 斜楔组件

图15 下模结构

通过滑块组件作用于斜楔组件，并且整个小侧压芯组件与斜楔组件完全在大压芯内，通过斜楔组件先导导板与斜楔组件先导滑面配合导入，并在斜楔组件导柱与斜楔组件导套配合下，城市版侧修镶块与凸模修边镶块相配合工作将城市版后背门内板下部进行侧修至需要的产品造型，越野版后背门内板造型不作处理。

⑷OP40 工艺及模具结构。

OP40 采用勾修及下模转换型面来实现越野版及城市版后背门内板共用。如图16 所示，黑色圈内为造型差异区，OP40 工序进行城市版、越野版造型差异区勾修工作内容。因OP30 已经对城市版进行了修边，故本序只要下模凸模设计成活动凸模进行与城市版造型差异区避让干涉的结构设计。上模及压芯结构如图17 所示，上模采用勾修斜楔及常规压芯设计，城市版及越野版上模均工作。下模结构如图18 所示，下模采用驱动组件气缸驱动驱动组件工作，来实现勾修斜楔下模组件工作及回退非工作状态，满足生产后背门内板越野版及城市版避让问题，达到OP40 模具共用的理念。

图16 OP40 工艺及模具结构

图17 OP40 上模及压芯结构

图18 OP40 下模结构

结束语

此种新型后背门工艺及复合模具结构实现包含但不限于侧勾修边、侧勾冲孔、侧勾翻边、侧勾整形以及相互组合的复合工作内容，此模具结构紧凑，实现了一模多产品的功能，此种新型工艺及模具结构的构想实现了模具结构精简的理念，此案例为后期项目或变形车项目后背门造型提供了可借鉴的成功案例。