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汽车门窗内水切密封条切口模设计
汽车门窗内水切密封条切口模设计
时间:2016-01-22 23:07  来源:未知 浏览次数:
  模具制造技术·-+,·汽车门窗内水切密封条切口模设计魏- 敏(广西机电职业技术学院,广西 南宁 ./0001)
  
  摘- 要:分析了汽车门窗内水切密封条的结构及其切口的成型工艺特点,详细介绍了冲切汽车密封条切口的切口模整体结构和设计要点,模具可靠性好,成型稳定,为汽车密封条类零件的切口模设计提供了一定的参考。
  
  关键词:汽车门窗内水切密封条- 切口模- 设计要点(,,,=CB)
  
  :,:45A*?)"? M*$A N)5* !"#$%)58 2*7A<*?&A?)G "> O#A"E"D)$*;N75;)58 ()*;图 Q 所示为某型轿车前门窗玻璃内水切塑料密封条,安装在轿车前车门窗内侧,它的主要作用是防水、防尘和隔离噪声。该密封条在与车门装配时要求与车体配合牢固可靠,并且在密封条上有部分表面是外观面,因此与其它普通密封件制品不同,汽车密封条在外观质量、尺寸、材料性能等方面有较高的要求。产品的工艺流程为:钢带成型"涂胶"烘干"挤出"冷却"荒切"精切"植绒"端头成型加工"切口"喷码"成品检验"包装交付。本文阐述的模具即为切口工序所用的工艺装备。
  
  ./ 零件工艺分析该密封条零件的尺寸和结构见图+ 所示,从断面放大图可以看出,该内水切密封条是由两种材料复合而成:非金属材料为汽车密封条专用 PS= 塑料,邵尔 O 型硬度为 1. U .;金属钢带材料为 0VW钢,钢板厚度为 0X . EE。从整体结构来看,零件断面形状复杂,长度较长(Q 0Y0 EE),八处切口的位置尺寸均以左端为基准,且尺寸精度要求较高,与汽车车门钣金之间有装配要求,需要专门的切口模做出。零件生产批量较大。
  
  零件切口加工工艺方法可以有两种:方案一:每次冲一个切口,分别定位冲出零件上的八处切口。
  
  方案二:一次定位同时冲出零件上的八处切口。
  
  对两种工艺方案的优缺点比较如下:第一种方案:一次冲一个孔,模具结构简单,模具加工和维修方便,成本较低,冷冲压设备采用普通冲床即可。但由于每个孔之间的孔距不完全相同,并且位置尺寸精度要求较高,因此该模具定位复杂,同时存在定位误差,造成零件孔位尺寸波动较大,产品尺寸精度不易保证,生产效率低。
  
  第二种方案:一次定位同时成型零件八处切口,模具定位简单,产品尺寸稳定且能保证所有产品上切口位置尺寸一致,生产效率高。但模具结构复杂,模具成本较高,由于产品较长,需采用专用液压机。
  
  通过对产品零件的分析和工艺方案的比较可以看出,方案二虽然模具成本投入较高,但由于产品质量高且稳定,加工废品少,生产效率高,能满足批量生产要求。综合考虑采用第二种工艺方案。模具制造技术·-+,·!" 压力中心的确定模具的压力中心,就是冲压力合力的作用点。要使模具正常而平稳地工作,必须使其压力中心与模柄的轴心线重合(或偏离不大),否则会产生偏心负荷弯矩,模具导向机构磨损,刃口迅速变钝。
  
  通过分析产品图可知,该产品上的切口相对于产品基准线在 ! 轴方向对称,但在 " 轴方向上间距不等,因此需要确定各切口在 " 轴方向上的中心位置。(图+ . 图 /)计算如下:"0# $%&(55)
  
  式中- "0———圆弧线段压力中心的坐标值$———圆弧半径%———圆弧对应的弦长&———弧长",#)
  
  0"0* )
  
  6"6*+"+)
  
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  ,",$+)
  
  ,式中- ",———冲切孔压力中心的坐标值)
  
  0———冲裁力"0. "+———冲裁边压力中心坐标值因冲裁力与冲裁周边长度成正比,所以式中的各冲裁力 )
  
  0、)
  
  6……)
  
  +可分别用各冲裁周边长度 -0、-6……-+代替,即:",#-0"0* -6"6*+"+-0* -6+# $+-,",. $+-,- -#( 55)
  
  从而得到单个切口的压力中心坐标值为 ",55,!
  
  ,7 ," #-0"0* -6"6*……* -+"+-0* -6*……* -+# $+-,",. $+-,()
  
  (55)
  
  (55)
  
  根据以上计算可得到产品零件上八处切口的压力中心坐标值为("!)7(323,,)。由于该模具用于专用液压机床,无模柄,所以切口的压力中心应设在模具导柱之间的对称中心位置,保证不会因为偏心负荷弯矩而造成模具导向机构的磨损,从而加速凸凹模刃口变钝。
  
  #" 模具结构设计模具定位结构设计产品零件的断面形状比较复杂,设计时首先要确定零件的摆放方向,零件摆放方向是否合理直接关系到产品的冲切质量,因此在进行结构设计时应首先确定零件的定位结构。如图 1 所示。
  
  零件的植绒密封唇部位与切口发生干涉,由于植绒密封唇材质为塑料,可进行适当的变形让开切口位置。为了保证定位稳定可靠,定位板上的定位面设计成与零件轮廓贴合,在冲切过程中它还同时起到压料和卸料的作用!"#$%& ’ ()*& 模具制造技术·-+,·凸、凹模结构设计从图 . 可以看出零件的冲切方向可以有两种:凸模在下,凹模在上(如图 .);凸模在上,凹模在下(如图/)。可以看出,图 . 中冲切零件时产品零件定位在下模,冲切过程中零件是相对静止的;而图 / 结构中产品零件定位在上模,模具冲切过程中上模座向下运动时带动零件一起向下运动,在运动过程中产品零件有可能会因振动而发生偏移。因此为保证产品质量稳定,采用图 . 所示结构方向。
  
  凸模结构及尺寸如图 0 所示。产品零件上的切口是沿不封闭线冲出的缺口,切口部分发生弯曲并弯成 123,因此将凸模刃口处设计成 ,43斜刃,冲切时先使圆角处剪切,然后再进行弯曲,刃口处设计成 "7 66 圆角可以减小弯曲过程中的摩擦力。凸模与固定板的配合采用,刃口部位按凹模刃口尺寸配成单面间隙 25 27 66。
  
  凹模结构形状及尺寸如图 1所示。由于产品批量较大,为便于返修模具刃口和更换凹模,将凹模刃口部位做成镶块式,这样大大缩短返修加工周期。
  
  卸料装置设计在冲切过程中,没有废料产生,因此卸料装置只是起到使产品零件脱离凸、凹模的作用。另外为了保证零件冲切后表面平整,综合考虑产品断面形状,采用具有卸料和压料双重作用的弹压卸料装置,结构如图 ,2所示。
  
  为避免弹压卸料板因水平方向摆动而折断细长凸模,在结构中采用两根小导柱来对弹压卸料板导向。
  
  弹压卸料板在模具中同时起到了卸料、压料和产品零件定位三个重要作用。
  
  模具结构其他设计要点(,)由于零件较长,以至模具长度方向尺寸较大,并且零件精度要求较高,为保证凸凹模间隙均匀,冲切过程中滑动平稳、导向精确可靠,模具采用四导柱、高精度滚珠式导柱导套导向模架。该模具在最初的设计中采用的是后侧导柱(考虑装卸工件)、普通型滑动式导柱导套导向模架,结果在生产过程中,由于产品批量较大,凸凹模磨损和损坏的情况较严重。后改进为四导柱、高精度滚珠式导柱导套导向模架。实践表明,凸凹模磨损和损坏的情况得到改善,满足了产品批量生产和生产进度要求,使用效果良好。
  
  (7)该模具外形尺寸较大,在企业的实际生产中,使用的冲压设备是企业自制的液压机。模具冲切过程中上模板下行位置通过图 , 中所示限位螺钉 ,1 来控制行程,冲压完成后,图 , 中所示的矩形弹簧 .(四个)将上模板顶起,各零件复位。
  
  $# 结语在该副模具中采用了一次定位同时成型产品零件上八处切口的结构,产品定位可靠,尺寸稳定并满足尺寸精度要求,冲切后零件表面平整,废品率低,模具运行平稳,生产效率高,经生产实践证明,完全满足批量生产的要求。模具制造技术·-+,·参 考 文 献.- 模具设计与制造技术教育丛书编委会/ 模具结构设计/ 北京:机械工业出版社,,- 王金龙/ 冷冲压工艺与模具设计/ 北京:清华大学出版社,+- 薛启翔/ 冲压模具设计制造难点与窍门/ 北京:机械工业出版社,3- 王孝培/ 冲压手册/ 北京:机械工业出版社,作者:魏敏,女。023 年生,主要从事模具设计与制造专业教学工作。
  
  (编辑- 蔡云生)- -(收稿日期:,110 ― 1. ― 1,)- -文章编号:02,如果您想发表对本文的看法,请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。
  
  (上接第 ,4 页)
  
  !" 高速铣与传统工艺加工的经济性比较我们在安徽江淮汽车股份有限公司进行了用高速铣加工工艺和传统线切割工艺方法加工的经济性对比实验。实践证明用高速铣削部分替代传统电火花线切割工艺的效益十分明显。实验对比数据见表 . 。
  
  表 !" 高速铣与慢丝切割时间及成本比较加工的成型面的面积:,加工工艺 高速铣精铣 慢丝切割工序加工成本 531 元 . 311 元工序加工时间工序成本比 ./1 ,/50 倍工序时间比 ./1 3/++ 倍通过数据,我们看到与用慢丝切割方案相比,在相同的加工精度和表面质量的情况下,使用高速铣加工的成本和时间均为最低。
  
  #" 结语在高速切削加工中,机床、夹具、刀具、数控系统和相关软件等只是必要装备,加工工艺的方法及参数设置等才是直接影响加工质量和效率的重要因素。合理的高速切削工艺将使得昂贵的高速切削机床充分发挥高质高效的作用。这些因素需要经验的积累及反复实践和总结,才能真正发挥高速切削加工的优势。通过实验对高速铣削加工工艺和传统工艺方法加工模具的经济性进行比较,证明了高速铣削加工在模具制造应用中是能够取得较好经济效益的。
  
  参 考 文 献,,11,51(。):30 R5,,- 艾兴/ 高速切削加工技术/ 北京:国防工业出版社,+- 张伯霖/ 高速切削技术及应用/ 北京:机械工业出版社3- 马建民,金新安/ 模具加工中的高速切削/ 模具制造技术,11M(2):5- 李彬,邓建新,张松/ 高速切削加工稳定性研究的现状和发展趋势/制造技术与机床,114(3):M- 李鹏南,胡忠举,张厚安等/ 超高速铣削应用的关键技术/ 机床与液压,114(5):2- 周亿/ 超高速铣削加工技术研究:[ 博士学位论文]/ 重庆:重庆大学,,113:第一作者:桂树国,男。022 年生,工学硕士,讲师,主要从事机械加工、D<(T D<! 研究。
  
  (编辑- 李- 静)- -(收稿日期:,110 R1+ R+.)- -文章编号:02.
  
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