本文先容了一种可以多产品共用的开卷落料模具构造，提高了模具的利用率，大幅度的降落了模具的开拓本钱，减少了模具的存放空间，提高了园地利用率。
经实际生产验证，该构造大略有效，定位可靠。

随着汽车工业的不断发展，每年汽车行业都会推出很多车型，对付同一个平台，可以开拓出很多不同的车型，特殊是年度车型，基本上都是在原车型的根本上，进行加宽、加长，或者是局部造型变动，又或者是一些具有家族特点的车型，这些具有代表性的构造件，在不同的车上轮廓造型基本一样。
现在为了提高板材的利用率，采取锯齿形料边，这种情形下很多产品的板材除了长、宽尺寸不同，其他的特色尺寸是一样的。
传统的模具开拓理念是一个产品件开拓一套模具，以知足生产需求。
但是在实际设计、生产过程中，却存在以下问题。

⑴汽车模具的开拓本钱在每吨5万元旁边，以一样平常的中型落料模为例打算，其形状尺寸为2400mm×1200mm×900mm，一副模具的质量为6.76t，开拓用度为6.76×5=33.8万元。
以之前开拓的某车型的落料模具为例，12个产品共用一副落料模，如果按传统的开拓理念，就须要多开拓11副模具，其开拓本钱就相应的增加了33.8×11=371.8万元。

⑵模具形状尺寸较大，多开拓的模具会占用冲压车间大量的存放空间，两副堆放的模具占地4m2，并增加车间的掩护本钱。

⑶生产过程中，不同产品的模具须要切换，起吊、安装、拆卸、调度会摧残浪费蹂躏大量的生产韶光，生产效率低。
如何避免涌现上述问题，是模具工装开拓的重点，通过采取一种可调节式定位构造实现不同尺寸的板材共用一副落料模进行生产，提高了生产效率、降落了模具的开拓本钱，有效地办理上述问题，为其他类型模具的开拓供应参考。

常规的工装开拓利用的板材为矩形板材，把成形板材由常规的矩形板材改为锯齿形板材进行CAE剖析，经由多次验证创造，当锯齿波峰、波谷的尺寸在一个合理的范围内时，不仅能够实现板材成形，还能减缓成形过程中起皱开裂的情形。
当把板材改为锯齿形板材后，板材的最大轮廓虽然还与常规的矩形板材相同，但是板材实际利用的尺寸减少了一个波峰+波谷的宽度。
这样当生产量很大时，就可以节省非常多的原材料，从而提高材料利用率，降落生产本钱。

锯齿形板材成形性剖析

现以某款新车型前围外板采取矩形板材及锯齿形板材的成形性进行比拟剖析。

⑴方案一矩形板材成形。
通过剖析，矩形板材成形状况良好，成形充分，无起皱开裂等毛病，符合冲压成形哀求，详细成形情形如图1所示。

⑵方案二锯齿形板材成形。
板材锯齿的波峰与波谷的落差为50mm，通过剖析锯齿形板材成形状况良好，成形充分，无起皱开裂等毛病与矩形板材的成形情形附近，符合冲压成形哀求，详细成形情形如图2所示。

图1 矩形板材的成形情形

图2 锯齿形板材的成形情形

比拟方案一和方案二，两种方案均能实现板材成形，且成形效果均能知足利用哀求，但是在材料的利用上单片锯齿形板材节省了50mm宽的原材料。
由此可见利用锯齿形板材可以起到提高材料利用率、降落原材料本钱的浸染。

锯齿形板材运用的经济效益剖析

经剖析统计，锯齿高度在25、35、50mm是最佳的尺寸，根据统计常规利用的锯齿形板材，材料利用率可以提高3%旁边。
常规的发盖内外板，每个产品件可以节省2.87元的原材料本钱；常规的地板，每个产品件可以节省3.23元的原材料本钱。
据统计，冲压本钱占整车本钱的39%，钢板本钱占冲压本钱的91%，矩形料片占冲压材料的70%旁边。
按照10万元/车的价格核算，采取锯齿形料片每台车可以降落本钱100000×0.39×0.91×0.7=745元。

因锯齿形板材的锯齿高度在25、35、50mm是最佳的尺寸，这样只须要开拓三副落料模，利用一种可调节式定位板，就可以实现此类产品件所有板材的落料事情。
所有的弧形料、矩形料均可变动利用锯齿形板材。
以量产30万辆的车型打算，三副模具的开拓本钱大约90万元，每台车节省原材料745元，扣除原材料开拓本钱，一个车型大概可以节约2.226亿元的原材料本钱。

目前，国内外大型汽车企业很多产品均采取开卷落料模的生产形式，以提高生产效率，降落用工本钱，避免人工搬运过程中对板件的损伤。
现结合某款新车型里12个产品采取锯齿形板材共用一副落料模的开拓实例，阐述该落料模的工艺布局及构造设计，先容可调节式定位板的构造及事情事理。
此副模具12种产品共用，以最大料边为基准开拓模具，其他11种产品根据其详细的料边尺寸，在模具中调度定位板的位置，经由对排样工艺及模具构造剖析，其工艺设计布局如图3所示。

多产品共用开卷落料模构造设计

图3 工艺设计布局

图4 多产品共用开卷落料模构造

多产品共用开卷落料模构造分为上模、下模两部分（图4），上模和下模依赖导柱、导套合营导向，上模修边刀块和下模修边刀块相互浸染完成落料事情。
浮料机构安装不才模座上，托料架安装在浮料机构上面，通过浮料机构内部弹性元件一定行程的高下运动，带动托料架高下活动，实现托料功能。
滚轮组件安装在托料架上，当板件通过送料机向前送料时，托料架处于顶起状态，板件在滚轮上滑动，避免板件与模具上其他尖锐部位打仗，对板件产生损伤，同时由于滚轮的迁徙改变，摩擦力小，使得板件送料轻松顺畅。
导柱安装不才模座的四角，最大限度的担保高下模的导向稳定。
下模修边刀块通过螺销钉固定不才模座上。

缓冲氮气弹簧安装不才模座的四角，处于导柱外侧，事情时起缓冲浸染，减小模具振动，降落噪声，非事情状态时，由于其能够供应1.5～2倍模具重量的浸染力，可把上模顶起，使得模具的弹性元件处于非受压状态，延长弹性元件的利用寿命。
可调节定位机构通过螺销钉固定不才模座上。
压料芯固定在上模里，其下方设置有弹性元件，为压料芯供应压力，当模具事情时，压料芯提前压料，确保高下模修边刀块事情时板件不会移动。
先行器安装在上模座上，其位置与下模浮料机构的中央对应。
导套安装在上模四角，其位置与导柱的中央对应。
上模修边刀块通过螺销钉固定在上模座上。
防侧向力机构设置在高下模两端的中间位置，用于肃清单边切边产生的侧向力。

当模具打开时，开卷板料进入模具，浮料机构内部弹性元件开释压力，带动托料架及滚轮组件向上运动，将板件托起，可调节定位机构上的导向滚轮进行导向，当板件前端运送到下模座上的首片料基准线位置时停滞，此时上模座随压力机上滑块向下运动，导套首先与导柱打仗，对高下模进行导向。
防侧向力机构的导板与导滑面打仗。
接着先行器与浮料机构打仗，带动浮料机构、托料架、滚轮组件向下运动，板件与下模修边刀块打仗。
然后压料芯打仗板件，开始压料事情。
接着上模修边刀块与下模修边刀块相互浸染，完成落料事情，落料件会落在传送机构上，运送到下一工序。
上模向上运动，压料芯分开板件，先行器分开浮料机构，浮料机构回程，带动托料架、滚轮组件向上运动，板件分开下模修边刀块，板料在送料机的浸染下向前移动一个步距。
上模连续向下运动，完成下一冲次。

可调节定位板的构造及事情事理

可调节定位机构在该模具上的运用是实现多产品共用落料模的关键，构造如图3所示。
该构造分为安装座、导向滚轮、内六角螺钉和螺母4个部分，安装座中间部位设置螺销钉孔，用于可调节式定位机构的固定。
安装座的前后侧设置有T槽，T槽上部宽度为内六角螺钉直径+1mm，下部宽度为外六角螺栓T头部位两平行面间距尺寸+0.5mm，该T槽能够防止外六角螺栓迁徙改变，方便螺母的安装。
导向滚轮通过两组外六角螺栓和螺母固定在安装座上。

当不同种类的板料切换时，利用扳手松开螺母，调度模具所有两侧的导向滚轮的位置，使两导向滚轮的间距匹配所切换板件的外部轮廓，从而实现切换功能。

通过合理安排工艺布局，结合锯齿形板材及开卷落料模的构造特点进行研究剖析，可以很大程度地提高材料利用率，降落原材料的利用本钱；采取一种可调节式定位构造，可以实现不同尺寸的板材共用一副落料模进行生产，提高了模具的利用率，一副类似的模具可节约开拓本钱370万元旁边，降落了模具的开拓本钱，减少了模具存放占用的空间，提高了园地利用率。

1-安装座 2-T槽 3-导向滚轮 4-螺母 5-外六角螺栓

图5 可调节定位机构示意图

作者简介

朱良辉，构造专家，集团培训讲师

紧张从事图纸构造审核，主攻侧围、翼子板等外板件模具的设计改进，主持完成了公司UG插件开拓、3D设备实体库等项目，拥有2项发明专利，7项实用新型专利。

—— 来源：《铸造与冲压》2019年第14期

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