汽車白車身零件95%（重量）以上是衝壓（yā）件，在衝壓件結構設計確定後（hòu），應充分（fèn）考慮其加工的（de）經濟性，最大程度降低衝壓件（jiàn）成本。衝壓件成本（běn）通常包括毛（máo）坯板料費、衝次費、模具工裝攤銷費等。在多數工廠（chǎng）裏，設備、人員、材料等外界條件在一定時期（qī）內基本不變，而要降低衝壓件成本，主要從衝壓工藝（yì）的合理（lǐ）排布方麵著手。

汽車白車身用衝壓零件的長度一般在3m以內，而白車身60%（重量）以上的零件長度主要（yào）集中在1m左右（上（shàng）下波動0.3m），這部分零件通常被稱為中型件（jiàn），一般為車身骨架的主（zhǔ）要組（zǔ）成部分（fèn）。

尺寸大於中型件的零件通常是外覆蓋件、門蓋類內（nèi）板件、大地板件和（hé）縱梁類零件，以（yǐ）下統稱為大型件（jiàn）；尺寸小於中型件的零件通常是車身小型連接板（bǎn）、安裝支架類零件，以下統（tǒng）稱為小（xiǎo）型件。

目前（qián）在國內按照傳統衝壓工藝布局，大（dà）型件主要采用自動化線連線衝壓，中型件主要采用手工線連線衝（chōng）壓，而小型件則主要采用單台小（xiǎo）機床不連線衝壓的方式生（shēng）產（chǎn）。這三種類型件衝壓模具多采用單工位複合模（mó），即一副模具內隻含有一個模腔的衝壓（yā）模具。

在現有技術條件下，對於大型件和小型件，這種傳統的衝壓方式，模具與衝壓線機（jī）床噸（dūn）位和工作台麵基本匹配，暫不需改善。對於中型件，按照以上所述的傳統布局，往往出現較大機床生產較小零件的情況，造成所（suǒ）謂“大（dà）馬拉小車”的無形浪費（fèi）。與（yǔ）此同時，也造成了各衝壓廠家中型件衝壓（yā）機床資源緊張的瓶頸、車型（xíng）模（mó）具總（zǒng）體（tǐ）噸位虛高的浪費和車型（xíng）總體衝壓件衝次成本“虛高”等浪（làng）費。

1. 工藝布置簡介

本文所述中型衝壓件的多工位模具結構是總結了一類零件（汽車中型件（jiàn））特征，將原本固有工作內容，經過精確的計算（suàn），給出合理均衡的布（bù）局方案，使工作行程內的時間和空間上都能實現一種載（zǎi）荷均布，從而（ér）使多個工位組合在一起工作成為可能（néng），而非簡單（dān）的功能疊加（jiā）。確保模具使用壽命的前提下（xià），實現多個工位組合從而（ér）提高效率、減低成本。

關鍵在於（yú）實現了多個單（dān）工位模具的一體化設計，從要實現一副（fù）模具同時具備盡量多的工序（xù）內容，就必須（xū）從依靠複雜的結構甚至犧（xī）牲一部分模具強度的定向思維中解放出來。從（cóng）工法和結構兩方麵結（jié）合的角度（dù）突（tū）破模具設計的常規思路。

難點是該模具結構把多個單工位模（mó）具排到（dào）一副模具上衝壓（yā）時，需（xū）要考慮工序件的空（kōng）間相對位置、操作空間、衝裁力分（fèn）布均衡、行程排布、過程（chéng）中偏載解（jiě）決、加工、裝配方案等。

2. 該非標結構設計介紹

（1）主要部件介紹 圖1、圖2為該多（duō）工位模具的（de）相關視圖。

（2）結構布局介紹 本多工位模具結構與普通模具機構相比，主要有以下特點：

第一，考（kǎo）慮到整體布局的平衡，模座上三個工序內容的工作部件安裝彼此（cǐ）獨立，中間工序內容處於模具中（zhōng）心，另外兩個工序內（nèi）容對稱布置在兩（liǎng）側。

第二，考慮到人員操作方便、模具部件安裝空間（jiān）及模具廢料下滑空間，把相鄰兩個工序之間設計為500mm等間距布置。

第三，考（kǎo）慮模（mó）座加工可行性、模具部件裝配方便（biàn）性，模具壓芯限位設計采用螺（luó）釘（部件22、23、27、28）代替側（cè）銷的方案，由於修邊工位壓芯（部件（jiàn）24）設計需要兼顧導向（部件20）安裝、彈簧（部件21）安裝及（jí）自身強（qiáng）度，其輪廓尺寸超過修（xiū）邊線輪廓，為避免拆壓芯時（shí）拆修（xiū）邊刀塊，設計了壓芯蓋板（見圖（tú）2），使壓芯可以從模座的背（bèi）麵拆裝。

第（dì）四，考慮三個工序共同組成的衝壓衝次，模具在一個完整的行程裏，工作力（衝裁力）分布需要均衡，壓（yā）料力分布盡量對（duì）稱，模具整體導向充分考慮防側和（hé）穩定性。以上這些特點正是為實現（xiàn）本模具結構（gòu）核（hé）心（xīn）功能而創新采取的措施。

3. 該（gāi）多工位（wèi）模具的應用原理闡述

（1）模具工作原理 圖3為指導本模具結構設計的衝壓（yā）工法（fǎ）圖，圖4為本多（duō）工位模（mó）具（jù）結構設計的（de）行程原理圖。

圖1 整體模具裝配

1. 下模座 2. 修邊下模刀（dāo）塊 3. 模座導向組件 4. 修邊（biān）工位定位擋銷 5. 廢料滑槽（cáo）6. 整形下（xià）模刀塊（kuài） 7. 廢料刀 8. 衝孔工（gōng）位定位板 9. 整（zhěng）形工位定位板 10. 衝孔下模鑲塊11. 存放塊（kuài）組件 12. 緩衝塊組件 13. 起吊棒組件 14. 廢料盒 15. 上模座 16. 修邊上模刀塊（kuài）17. 整形上（shàng）模刀塊 18. 衝孔非標衝頭及其安裝板 19. 標準衝孔組件 20. 修邊用導向（xiàng）組件21. 修邊壓芯用彈簧組件 22. 修邊用工作螺釘 23. 修邊用（yòng）安全螺釘 24. 修邊工位壓芯25. 衝孔工位壓芯 26. 衝孔（kǒng）用彈簧組件 27. 衝孔用工作螺釘 28. 衝孔用安全螺釘29. 衝孔用導向組件

圖2 整體模具裝（zhuāng）配剖（pōu）視圖

（2）模具設計原理（lǐ） 講述（shù）一副模具的設計原理，原則上隻要介紹這副模具在一個完整衝次內模具的行程原理。結合圖3、圖4及圖1、圖2具體結構介紹本模（mó）具的設計原理：

第一，當上模從上死點向下運動時，在閉合前130mm，上下模導板最先接觸導入，模具整體不受力，僅靠導板導向。

第二，上模繼續下行，在閉（bì）合前90mm，上下模導（dǎo）套開始導入，模具（jù）整體不受力，靠導板和導柱綜合（hé）導向。

第三，上模繼續下行，在閉合前30mm，修邊工位和衝（chōng）孔工位的壓芯同時接觸下模板件，開始壓料，其中修邊工位13個彈簧（huáng），衝孔工位10個彈簧，型（xíng）號（hào）均（jun1）為SWM-50-125，這段行程（chéng）內修邊工位受力比衝孔工位（wèi）受力大（dà）30%，模具靠導板和導柱綜合導向，通過模座傳力，模具導板克（kè）服這部分偏載。

第四，上模（mó）繼續下行，在閉合前（qián）7mm，修邊工位上模刀塊與板件開始接觸，修邊開（kāi）始，閉合前3mm，衝（chōng）孔工位衝頭開始接觸（chù）板件，衝孔（kǒng）開始，其中，修（xiū）邊工位修邊線總長度（dù）為2168mm，理論壓料力為30.4kN[1]，衝孔工位孔邊線總長度為1424mm，理論壓料力為19.9kN，在修邊（biān）開始的4mm內，衝孔工位沒有開始工作，為減（jiǎn）小偏載，修邊工位的上下模刀口采取波浪刃口，以降低整體偏載力（lì），在到底之（zhī）前的3mm以內，修邊（biān）工序完成剩餘修邊以及廢料切斷，同時衝孔（kǒng）工位完成衝孔，並在到底的最後行程內，整形工位完成製件（jiàn）的鐓（duì）死（sǐ）。

第五，在到底前的最後7mm以（yǐ）內，模具行程設計盡量降低工（gōng）作力的不均衡，依靠模具四角的衝裁緩衝塊（部件12）降（jiàng）低衝擊力，同時依靠（kào）模具導板克服剩餘（yú）的少量偏載，並依靠導柱精（jīng）確（què）導向保證衝（chōng）壓精度，這種衝孔排（pái）在衝裁後（hòu）段的行程（chéng）分（fèn）布，理論上使衝裁最後的行程內偏載消除，有利於提高模（mó）具衝頭壽命和使用（yòng）壓力機的壽命[2]。

第六，在模具到（dào）底之後，一個衝次的衝（chōng）壓內容全部完成，接下來，隨著上模的向上運動，修邊工位壓芯和衝（chōng）孔工位壓芯分別依靠各自彈簧卸料，完成卸料後，模（mó）具反向向上（shàng）運動到（dào）壓力機上死點停止，操作（zuò）人員將工序件分別移位到下一工位之（zhī）後，重複進（jìn）行下一衝次操作。

圖3 衝壓工法

圖4 行程原理

4.結果分析

（1）此類多（duō）工位模具結構應用優勢分析 通過這副汽車中型件的衝壓多工位模具的具體結構和（hé）原理，不難發現，此類非標結構有如下優勢（shì）：

①本結構是將幾個單工位模具合（hé）並（bìng）在一（yī）副模具的上、下模座上，使模具可以最大程度地發揮有限的衝壓機床資源。

②使單個衝壓件模具總（zǒng）體噸位減少，節省了模具費用的投入，減（jiǎn）少了模具的存放空間需（xū）求。

③低了衝壓（yā）件的工序比，成（chéng）倍提高了衝壓節拍，顯（xiǎn）著節約了中型件的衝次費。④減少了操作（zuò）人員的數量，減少了半成品的存放和流轉，總體上降低了勞動強度，有效釋放了空間資源和人力資源。

⑤間接地減少了衝壓機床的使用，解決了中型件（jiàn）衝壓機床的瓶頸問題，較大程度的減少了衝壓機床的不合理（lǐ）投入。

（2）此類多工位模具結構（gòu）應用（yòng）製約分（fèn）析 通過以上分析，可以（yǐ）看出此類中型件衝（chōng）壓多（duō）工位結構應用的（de）優勢（shì）所在。然而凡事都具有（yǒu）兩（liǎng）麵性，此類結構同樣具有其局（jú）限性。主要表現在：

①該結構需要考慮受力的（de）均衡（héng）性，因此主要應用於對稱部件，對於形狀落差大的部件往往無法設計均衡。

②此類結構受到現有機（jī）床尺寸的（de）限製，無法應用到較大的衝壓件上。

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