乘客门模具结构及其研发过程

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高档旅游客车的乘客门采用双扇可折叠式的。其截面形状为矩形封闭式的，较为复杂，长度近2m，材料采用2mm厚的20号钢板。从其截面的结构看，不可能一次成形其全部形状，需经多次成形才能完成。从其使用状态看，成形后要求零件有一定的刚度和精度。应对该件进行成形工艺分析，确定合理的工序和模具结构，才能压制出高质量的零件并尽量降低成本。
　　1边框的工艺分析
　　零件截面形状复杂，属于矩形封闭成形件，矩形的底部带燕尾槽，增加成形难度，且底部圆角较小，成形易裂。对该件的工序安排，直接影响模具结构和产品的质量，制定出合理的成形方案是压制该件的关键。在安排工序时应尽量使毛坯或半成品定位方便可靠，卸料方便，尽量避免成形时材料的拉伸或变薄及圆角区域产生裂纹，模具工作部分几何形状便于试模后的调整。选择多次弯曲成形该件，并尽可能减少弯曲次数，降低模具费用。
　　2弯曲成形工序的确定
　　根据零件截面形状分解其成形工序，确定工序尺寸，按零件截面图展开，初步确定展开料宽为185mm.该件可按左右对称形状成形，第一工序先弯成W形，其中U型槽作为后顺工序的定位槽，为后顺工序能顺利将件放入模具中，U型槽尺寸确定为1910.2mm，在以后的工序中逐步成形到零件要求的尺寸。第二工序将封闭矩形外框尺寸一次成形，U型槽尺寸确定为18.610.4mm，其它尺寸按零件图展开尺寸成形到位。第三工序将毛坯预弯成半封闭形状，此工序封闭角度必须有利下道工序的封闭成形，但应不防碍成形凸模的退出，并使坯件不粘凸模。经计算该工序成形60较好，U型槽口的尺寸确定为18.210.7mm.以上各成形工序中，U型槽尺寸确定稍宽且深度稍浅，如试模后达不到最终零件要求的尺寸便于调整。第四工序成形到零件要求的尺寸，也是最后一道成形工序。
　　从工序图中看出，该工序不仅要使矩形开口闭合，而且使底部的燕尾形成形到位。由于底部两处内圆角的强度不同，封闭成形U型槽的槽口尺寸减小，封闭成形时，外框达到尺寸过程中，通过R2.5mm处圆角的传力作用，燕尾形可以成形，同时R2.5mm受压缩变小，U型槽深度增大，可以达到零件尺寸要求。
　　3模具结构的确定
　　该件长度较长，由于设备工作台所限，需选择630t闭式双点压力机，这样如每一工序设计一套弯曲成形模，需4套模具。既浪费模具材料，生产率低，又浪费设备。前三工序形状较简单，成形模也不复杂。因此，将三道工序采用一套连续模来完成。最后一道工序不仅要使矩形封闭成形，而且要使底部的燕尾槽成形。由于该件属左右对称封闭件，采用对称式斜楔弯曲模成形。这样既节省了模具（关于汽车模具设计的分析）费用，又避免了大马拉小车的设备浪费。
　　4模具设计
　　4.1连续模的设计
　　由于模具较长，调整时较困难，将模具设计成既简单，又方便调整，且卸料方便的结构。第二工序的成形力较大，安排在模具的中心位置，第一、三工序的成形力相近，可对称布置。在第一工位成形时采用可调整定位板，保证成形的件以中心对称，并方便坯料尺寸调整。该工序用弹性卸料。后序以工位一成形的1910.2mm槽定位，工位二用弹簧和顶杆卸料，由于设备结构所限，不能同时用顶杆，工位三仍用弹簧卸料，为模具装配调整方便，模具凸、凹模及卸料板均采用分块式结构。
4.2斜楔成形模的设计
　　由于该件较长，采用对称式斜楔的模具结构，按该件的长度将成形凹模分成六块，分别固定在滑块上。滑块与斜楔间的正压力较大，考虑到模具的使用寿命，在斜楔上镶上防磨板，斜楔的安装位置应保证斜楔与滑块接触时的接触长度不小于滑块斜面长度的五分之一。由于斜楔在工作过程中，始终受一个向外侧的力的作用，对斜楔产生一个弯矩。因此在下模板上设计出侧档板的结构，并镶有防磨板与斜楔滑动导向，保证斜楔运动精度，并抵消斜楔所受的侧向力。设计的挡板结构应比滑块高出20mm左右，在斜楔接触滑块前即开始导向。为使滑块能快速回位，在滑块上设有回位弹簧。
　　4.2.1滑块行程的确定
　　滑块行程是决定模具结构的关键尺寸，它直接影响斜楔尺寸和模具宽度。在满足零件成形要求的情况下，尽可能使滑块的行程小些，滑块行程还要考虑到零件放入和取出方便，根据工序三成形的尺寸，确定滑块的行程为35mm.
　　4.2.2滑块尺寸的确定
　　滑块的斜角取45，不仅计算加工方便，也能满足行程要求。S为滑块行程，滑块的高度根据零件及凹模形状确定，同时考虑在滑块上安装回位弹簧，为保正滑块水平运动的平稳性和精确性，滑块底部应有槽式滑道，综合计算滑块高度取H=100mm，滑块的宽度影响模具的结构尺寸，一般取高度的1.251.75倍，在满足滑块受力和运动的稳定性的要求下，尽量取小值，滑块宽度取B=140mm.
　　4.2.3斜楔尺寸的确定
　　斜楔在工作中与滑块配合，其尺寸可根据滑块尺寸确定。斜楔的斜角取45，斜楔的工作行程S1=35mm，斜楔的高度与模具的最小闭合高度有关，斜楔的高度H确定为120mm，斜楔的宽度B1？H1，考虑斜楔的安装结构取B1=180mm.
　　4.2.4滑块回位弹簧的选择
　　压力机完成一次成形后随着斜楔的上行，滑块必须迅速回位，以退件和放入毛坯，从模具的结构图中看出，滑块的回位要克服凹模和滑块与滑槽的摩擦力才行。并考虑到弹簧的性能增加一个安全系数。即弹簧的拉力应大于23倍的摩擦力，经计算每个滑块采用两个30.5140mm的扁中弹簧即可满足快速回位和行程要求。
　　4.2.5斜楔模的工作原理工作时将第三工序成形的毛坯放入定位板14上，压力机滑块下行，斜楔4与导向板2首先导向，随着压力机滑块的下行，斜楔推动滑动水平运动，使凹模6上边凸出直面与毛坯件上端接触开始成形。此时如果毛坯在件14上放得不是很正，在成形前即可由成形凹模自动推正。随着压力机滑块的下行，毛坯开始封闭成形，由于毛坯底部R2.5mm处在成形过程中起着传递力的作用，且强度明显强于内槽的内圆角处，因此随模具的闭合内槽内圆角处开始变形，使底部的燕尾形也同时成形。而R2.5mm也随变形减小，U型槽深度增大，达到零件要求。当滑块达到下死点时成形完毕。随压力机滑块上升，回位弹簧8将滑块拉回原位。成形后底部燕尾形如有回弹可将件14的两个宽度尺寸调整比零件的尺寸稍小，成形时产生适度的过压，可抵消回弹，满足制件要求。
　　5模具装配要点
　　连续模装配时应保证成形间隙均匀，防止成形时局部拉伸或变薄；各工位工作部分应协调一致，保证同步完成工件的压制工作。斜楔成形模应保证斜楔装配的一致性，保证斜楔接触滑块前与侧挡板导向，能同时与滑块接触。装配时保证滑块动作的一致性，使成形的零件对称，符合要求。滑块的回位应一致，滑块的底面应有润滑。在模具的导柱上装上限位套，以免失控时损坏模具。
　　6结束语
　　使用以上两套模具压制左右边框，质量很好，完全满足零件使用要求。通过该模具的设计，使得复杂零件经过多次简单成形来完成。只要合理地安排工序，确定合理的模具结构，即能降低零件的成本又能保证零件的质量。