CN114042818B - 汽车前地板拉延模具及加工方法 - Google Patents

汽车前地板拉延模具及加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种汽车前地板拉延模具及加工方法，该拉延模具，包括上模座和下模座，上模座上设有第一氮气弹簧、第二氮气弹簧和上压边圈，下模座上设有用于加工定位第一前地板的第一定位机构和用于加工定位第二前地板的第二定位机构，加工所述第一前地板时，第一定位机构的第一定位板高出下模座工作型面；加工所述第二前地板时，所述第一定位机构的第一定位板低于下模座工作型面。通过在下模座上设置第一定位机构和第二定位机构，可以实现宽度相同、长度不同的两种不同规格的汽车前地板的冲压加工，共用性和互换性强，模具成本低。第一定位机构由气缸驱动控制，实现上下方向的往复运动，结构简单，运动可靠性高。

Description

汽车前地板拉延模具及加工方法
技术领域
本发明涉及一种汽车零部件加工模具，尤其是涉及一种汽车前地板拉延模具及加工方法。
背景技术
随着模块化和架构化技术在汽车研发中的广泛应用，不同车型的零件在产品结构上日益趋于相似，其中，又以下车体构成件尤为明显。前地板是下车体上最重要的构成件之一，同一平台所衍生的不同车型，其前地板通常仅存在边界尺寸的差异。
以往的技术是针对不同车型的前地板分别开发相应的专用模具，从而满足不同规格前地板的加工。针对不同车型的前地板分别开发专用模具，虽然可以满足零件批量生产需求，但是所需要的成本也更高，存在模具投资浪费的问题。以紧凑型轿车前地板为例，其用于拉延加工的模具约为100万元/副，模具投资较高。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种汽车前地板拉延模具及加工方法，可实现不同规格的汽车前地板共用一副模具。
本发明采用的技术方案是：一种汽车前地板拉延模具，包括上模座和下模座，其特征在于：所述上模座上设有第一氮气弹簧、第二氮气弹簧和上压边圈，所述上压边圈为活动结构，能够在上模座内上下运动；所述下模座上设有用于加工定位第一前地板的第一定位机构和用于加工定位第二前地板的第二定位机构，加工所述第一前地板时，所述第一定位机构的第一定位板高出下模座工作型面，所述第一前地板通过上模座上集成的压料机构进行压料；加工所述第二前地板时，所述第一定位机构的第一定位板低于下模座工作型面，所述第二前地板通过上模座上集成的压料机构和上压边圈共同进行压料。
作为优选，所述第一定位机构包括第一定位板和气缸，所述第一定位板与气缸连接，所述气缸通过支撑板设置在下模座上，所述气缸驱动第一定位板沿垂直方向向上运动，使第一定位板高于下模座工作型面。
进一步的，所述第一定位机构还包括顶料销、第二行程螺栓、气垫顶杆连接柱和导正销，所述顶料销、气垫顶杆连接柱和导正销均通过支撑板设置在下模座上。
更进一步的，所述第二定位机构包括第二定位板，所述第二定位板固定在下压边圈。
作为优选，所述上压边圈通过第一行程螺栓及导板与上模座滑动配合。
作为优选，所述平衡块安装于下压边圈上，用于承载第一氮气弹簧的平衡力。
本发明的一种汽车前地板拉延模具的加工方法，其特征在于：加工第一前地板时，气缸驱动第一定位板沿垂直方向向上运动，使第一定位板高于下模座工作型面；压机气垫顶杆将下压边圈向上顶起，同时将顶料销顶起，顶料销托住坯料；上模座随压机滑块向下运动，上压边圈与下压边圈接触，压边圈开始闭合，上模座继续向下运动，上模座与下压边圈接触，此时，压边圈完全闭合，第一氮气弹簧的活塞杆与平衡块接触，并施加载荷，平衡第二氮气弹簧施加于上压边圈上的压力；上模座继续下行，并带动下压边圈共同向下运动，直至上模座与下模座工作型面完全接触，第一前地板完成冲压加工。
作为优选，加工第一前地板时：气缸驱动第一定位板沿垂直方向向上运动，使第一定位板高于下模座工作型面，并为第一前地板的坯料提供定位约束；压机气垫顶杆将下压边圈向上顶起100mm，并驱动气垫顶杆接触同时向上运动，从而间接将顶料销顶起，使其托住坯料；上模座随压机滑块向下运动，距离下死点130mm时，上压边圈与下压边圈接触，压边圈开始闭合，当上模座运行至下死点100mm时，上模座与下压边圈接触，此时，压边圈完全闭合，第一氮气弹簧的活塞杆与平衡块接触，并施加一定载荷，用于平衡第二氮气弹簧施加于上压边圈上的压力；上模座继续下行，并带动下压边圈与之共同向下运动，直至上上模座与下模座工作型面完全接触，第一前地板完成冲压加工。
进一步的，加工第二前地板时：气缸驱动第一定位板沿垂直方向向下运动，使第一定位板低于下模座工作型面，此时由第二定位板为坯料提供定位约束；压机气垫顶杆将下压边圈向上顶起，同时将顶料销顶起，使顶料销托住坯料；上模座随压机滑块向下运动，上压边圈与坯料接触，压边圈开始闭合，当上模座继续下行，上模座与下压边圈接触，此时，压边圈完全闭合，第一氮气弹簧的活塞杆与平衡块接触，并施加载荷，平衡第二氮气弹簧施加于上压边圈上的压力；上模座继续下行，并带动下压边圈共同向下运动，直至上模座与下模座工作型面完全接触，第二前地板完成冲压加工。
更进一步的，加工第二前地板时：气缸驱动第一定位板沿垂直方向向下运动，使第一定位板低于下模座工作型面，此时由第二定位板为坯料提供定位约束；压机气垫顶杆将下压边圈向上顶起100mm，并驱动气垫顶杆接触同时向上运动，从而间接将顶料销顶起，使其托住坯料；上模座随压机滑块向下运动，距离下死点130mm时，上压边圈与坯料接触，压边圈开始闭合，当上模座运行至下死点100mm时，上模座与下压边圈接触，此时，压边圈完全闭合，第一氮气弹簧的活塞杆与平衡块接触，并施加一定载荷，用于平衡第二氮气弹簧施加于上压边圈上的压力；上模座继续下行，并带动下压边圈与之共同向下运动，直至上模座与下模座工作型面完全接触，第二前地板完成冲压加工。
本发明取得的有益效果是：通过在下模座上设置第一定位机构和第二定位机构，可以实现宽度相同、长度不同的两种不同规格的汽车前地板的冲压加工，共用性和互换性强，模具成本低。第一定位机构由气缸驱动控制，实现上下方向的往复运动，结构简单，运动可靠性高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为上模座的结构示意图；
图3为下模座的结构示意图；
图4-5为第一定位机构的结构示意图；
图6为第二固定板、第二氮气弹簧和上压边圈的连接示意图；
图7-8为上压边圈与上模座的连接示意图；
图9为第一前地板的结构示意图；
图10为第二前地板的结构示意图；
图中：1、上模座；11、第一固定板；12、第一氮气弹簧；13、第二固定板；14、第二氮气弹簧；15、上压边圈；16、第一行程螺栓；
2、下模座；21、下压边圈；22、第一定位板；23、气缸；24、顶料销；25、第二行程螺栓；26、气垫顶杆连接柱；27、支撑板；28、第二定位板；29、平衡块；210、导正销。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1-10所示，本发明的一种汽车前地板拉延模具，包括上模座1和下模座2，上模座1上设有第一氮气弹簧12、第二氮气弹簧14和上压边圈15，第一氮气弹簧12通过螺栓与第一固定板11连接成一体，二者利用螺栓与柱销固定于上模座1上；第二氮气弹簧14通过螺栓与第二固定板13连接成一体，二者利用螺栓与柱销固定于上模座1之上，并为上压边圈15提供成形所需的压边力；上压边圈15通过第一行程螺栓16及导板与上上模座1形成滑动配合关系，上压边圈15能够在上模座1内沿上下方向滑动，并在第一行程螺栓260的约束下始终处于上模座1之内，防止其跌落。
结合图9和图10，为了实现宽度相同、长度不同的两种不同规格的汽车前地板的冲压加工，在下模座1上设有用于加工定位第一前地板的第一定位机构和用于加工定位第二前地板的第二定位机构，第一前地板和第二前地板为两种不同规格的汽车前地板，宽度尺寸相同，长度尺寸不同(第一前地板较短，第二前地板较长)；加工第一前地板时，第一定位机构的第一定位板22高出下模座2工作型面；加工第二前地板时，第一定位机构的第一定位板22低于下模座2工作型面；第一定位板22的运动通过气缸控制实现，结构简单，运动可靠性高。
通过设置上压边圈15，且将上压边圈15设置成活动结构，在加工较长的第二前地板时，能够为多出来的坯料(相比第一前地板多出来的坯料)提供压料力；在加工较短的第一前地板时，上压边圈15与下压边圈21由于没有坯料，若上压边圈15采用固定式结构，此处必然留有间隙，上压边圈15设置成活动结构，上压边圈15能够伸出与下压边圈21型面接触，保证成型过程中，上模座1与下模座2之间没有型面间隙。
结合图4-5所示，第一定位机构包括第一定位板22和气缸23，第一定位板22与气缸23连接，气缸23通过支撑板27设置在在下模座1上，气缸23驱动第一定位板22沿垂直方向向上运动，使第一定位板22高于下模座2工作型面，为第一前地板的坯料提供定位约束。本实施例中，第一定位机构还包括顶料销24、第二行程螺栓25、气垫顶杆连接柱26和导正销210，顶料销24、第二行程螺栓25、气垫顶杆连接柱26和导正销210均通过支撑板27设置在下模座2上。
在加工第二前地板时，第一定位板22缩回到下模座2工作型面一下，上模座1和下模座2合模时，在第一定位板22处必然留有空洞间隙。为了保证第二前地板的拉延加工质量，需要将第一定位板22设置在第二前地板的平面结构处，尽量减少对第二前地板拉延成型的影响。
第二定位机构包括第二定位板28，第二定位板28通过螺栓固定在下压边圈21上，用于第二前地板的坯料定位。
本发明的一种汽车前地板拉延模具的加工方法：
加工第一前地板时：
(1)、气缸23驱动第一定位板22沿垂直方向向上运动，使第一定位板22高于下模座2工作型面，并为第一前地板的坯料提供定位约束；
(2)、压机气垫顶杆将下压边圈21向上顶起100mm，并驱动气垫顶杆接触同时向上运动，从而间接将顶料销24顶起，使其托住坯料；
(3)、上模座1随压机滑块向下运动，距离下死点130mm时，上压边圈15与下压边圈21接触，压边圈开始闭合，当上模座1运行至下死点100mm时，上模座1与下压边圈21接触，此时，压边圈完全闭合，第一氮气弹簧12的活塞杆与平衡块29接触，并施加一定载荷，用于平衡第二氮气弹簧14施加于上压边圈15上的压力；
(4)、上模座1继续下行，并带动下压边圈21与之共同向下运动，直至上上模座1与下模座2工作型面完全接触，第一前地板完成冲压加工。
加工第二前地板时：
(1)、气缸23驱动第一定位板22沿垂直方向向下运动，使第一定位板22低于下模座2工作型面，此时由第二定位板28为坯料提供定位约束；
(2)、压机气垫顶杆将下压边圈21向上顶起100mm，并驱动气垫顶杆接触同时向上运动，从而间接将顶料销24顶起，使其托住坯料；
(3)、上模座1随压机滑块向下运动，距离下死点130mm时，上压边圈15与坯料接触，压边圈开始闭合，当上模座1运行至下死点100mm时，上模座1与下压边圈21接触，此时，压边圈完全闭合，第一氮气弹簧12的活塞杆与平衡块29接触，并施加一定载荷，用于平衡第二氮气弹簧14施加于上压边圈15上的压力；
(4)、上模座1继续下行，并带动下压边圈21与之共同向下运动，直至上模座1与下模座2工作型面完全接触，第二前地板完成冲压加工。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种汽车前地板拉延模具，包括上模座和下模座，其特征在于：所述上模座上设有第一氮气弹簧、第二氮气弹簧和上压边圈，所述上压边圈为活动结构，能够在上模座内上下运动；所述下模座上设有用于加工定位第一前地板的第一定位机构和用于加工定位第二前地板的第二定位机构，加工所述第一前地板时，所述第一定位机构的第一定位板高出下模座工作型面，所述第一前地板通过上模座上集成的压料机构进行压料；加工所述第二前地板时，所述第一定位机构的第一定位板低于下模座工作型面，所述第二前地板通过上模座上集成的压料机构和上压边圈共同进行压料；
第一氮气弹簧通过螺栓与第一固定板连接成一体，二者利用螺栓与柱销固定于上模座上；第二氮气弹簧通过螺栓与第二固定板连接成一体，二者利用螺栓与柱销固定于上模座之上，并为上压边圈提供成形所需的压边力；平衡块安装于下压边圈上，用于承载第一氮气弹簧的平衡力。
2.根据权利要求1所述的汽车前地板拉延模具，其特征在于：所述第一定位机构包括第一定位板和气缸，所述第一定位板与气缸连接，所述气缸通过支撑板设置在下模座上，所述气缸驱动第一定位板沿垂直方向向上运动，使第一定位板高于下模座工作型面。
3.根据权利要求2所述的汽车前地板拉延模具，其特征在于：所述第一定位机构还包括顶料销、第二行程螺栓、气垫顶杆连接柱和导正销，所述顶料销、第二行程螺栓、气垫顶杆连接柱和导正销均通过支撑板设置在下模座上。
4.根据权利要求3所述的汽车前地板拉延模具，其特征在于：所述第二定位机构包括第二定位板，所述第二定位板固定在下压边圈上。
5.根据权利要求1所述的汽车前地板拉延模具，其特征在于：所述上压边圈通过第一行程螺栓及导板与上模座滑动配合。
6.一种如权利要求1~5任一项所述的汽车前地板拉延模具的加工方法，其特征在于：加工第一前地板时，气缸驱动第一定位板沿垂直方向向上运动，使第一定位板高于下模座工作型面，并为第一前地板的坯料提供定位约束；压机气垫顶杆将下压边圈向上顶起，同时将顶料销顶起，顶料销托住坯料；上模座随压机滑块向下运动，上压边圈与下压边圈接触，压边圈开始闭合，上模座继续向下运动，上模座与下压边圈接触，此时，压边圈完全闭合，第一氮气弹簧的活塞杆与平衡块接触，并施加载荷，平衡第二氮气弹簧施加于上压边圈上的压力；上模座继续下行，并带动下压边圈共同向下运动，直至上模座与下模座工作型面完全接触，第一前地板完成冲压加工。
7.根据权利要求6所述的汽车前地板拉延模具的加工方法，其特征在于：加工第一前地板时：气缸驱动第一定位板沿垂直方向向上运动，使第一定位板高于下模座工作型面，并为第一前地板的坯料提供定位约束；压机气垫顶杆将下压边圈向上顶起100mm，同时将顶料销顶起，使顶料销托住坯料；上模座随压机滑块向下运动，距离下死点130mm时，上压边圈与下压边圈接触，压边圈开始闭合，当上模座运行至距离下死点100mm时，上模座与下压边圈接触，此时，压边圈完全闭合，第一氮气弹簧的活塞杆与平衡块接触，并施加载荷，平衡第二氮气弹簧施加于上压边圈上的压力；上模座继续下行，并带动下压边圈与之共同向下运动，直至上模座与下模座工作型面完全接触，第一前地板完成冲压加工。
8.根据权利要求6或7所述的汽车前地板拉延模具的加工方法，其特征在于：加工第二前地板时：气缸驱动第一定位板沿垂直方向向下运动，使第一定位板低于下模座工作型面，此时由第二定位板为坯料提供定位约束；压机气垫顶杆将下压边圈向上顶起，同时将顶料销顶起，使顶料销托住坯料；上模座随压机滑块向下运动，上压边圈与坯料接触，压边圈开始闭合，当上模座继续下行，上模座与下压边圈接触，此时，压边圈完全闭合，第一氮气弹簧的活塞杆与平衡块接触，并施加载荷，平衡第二氮气弹簧施加于上压边圈上的压力；上模座继续下行，并带动下压边圈共同向下运动，直至上模座与下模座工作型面完全接触，第二前地板完成冲压加工。
9.根据权利要求8所述的汽车前地板拉延模具的加工方法，其特征在于：加工第二前地板时：气缸驱动第一定位板沿垂直方向向下运动，使第一定位板低于下模座工作型面，此时由第二定位板为坯料提供定位约束；压机气垫顶杆将下压边圈向上顶起100mm，同时将顶料销顶起，使顶料销托住坯料；上模座随压机滑块向下运动，距离下死点130mm时，上压边圈与坯料接触，压边圈开始闭合，当上模座运行至距离下死点100mm时，上模座与下压边圈接触，此时，压边圈完全闭合，第一氮气弹簧的活塞杆与平衡块接触，并施加载荷，平衡第二氮气弹簧施加于上压边圈上的压力；上模座继续下行，并带动下压边圈与之共同向下运动，直至上模座与下模座工作型面完全接触，第二前地板完成冲压加工。
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