分析了汽車前地板后橫梁制件的沖壓工藝，介紹了落料沖孔模結構，重點介紹了氣動切換的氣路結構和工作過程。該模具結構緊湊、可靠，能保證制件質量，節約生產成本，提高生產效率，對此類制件的模具設計有參考價值。
1 制件工藝分析
落料沖孔是沖壓生產中應用最廣泛的工藝之一，現以江鈴某些車型中的單排左舵、單排右舵、排半左舵的前地板后橫梁為例，介紹3個制件采用氣動切換機構后在一副模具上分別沖出相應孔的應用。
前地板后橫梁材質為DC03 Q/BQB403-2003，料厚1.2mm，3個制件分別如圖1、圖2、圖3所示。成形工序為落料沖孔、翻邊成形、翻邊、側沖孔。經分析比較3個制件可發現，制件上孔的數量和位置不一致，其余的外形及型面均一致。鑒于3個制件存在的異同點，決定在翻邊成形類模具上采用一副模具來生產；在修邊沖孔類模具上可以利用氣動切換固定板代替普通快換固定板，通過控制氣缸活塞的動作來控制模具中沖孔凸模的動作，也可以將3個制件的孔在一副模具上生產，這樣就可利用一副模具生產3個制件，不但大幅度的降低了生產成本，而且能夠很好的提高生產效率。在此僅對落料沖孔工序做以下分析介紹，制件孔位的具體布置方式如圖4所示。
2 模具結構設計
2.1 基本結構設計
落料沖孔模結構如圖5所示。
上、下模座通過導套組件10的滑動配合，保證模具的沖裁間隙和正常運轉。壓料芯4通過壓料芯導套組件3與上模座1保持滑動配合，并通過卸料螺釘組件5與上模連接來控制壓料芯的行程。在模具工作過程中，壓料芯4靠彈簧2的施加的作用力轉化為對制件的壓緊力，先把制件壓緊到下模座9上，然后再進行沖裁。由于單排左、右舵兩個制件共用的兩個孔距離僅為30mm，并且這兩個孔在排半左舵的制件中不允許沖出來。此孔的工作步驟為：當氣缸進氣時，這兩個凸模同時頂出，處于工作狀態；當氣缸排氣時，這兩個凸模同時退回，處于非工作狀態。由于這兩個孔的工作狀態是同步的，目前市場上無法直接購買到合適標準件，必須專門設計訂購非標的組合氣動固定座。
2.2 氣路結構設計
圖5落料沖孔模的最大亮點就在于利用氣動裝置將3個制件共12個孔，分為A、B、C 3組，進行互動切換，從而實現利用一副模具生產3種制件的目的，其氣路結構及工作狀態控制如圖6所示。由于此3種制件的各異性，必須分別采用單獨的氣路來控制，每個氣路利用單獨的手動換向閥控制其氣動切換凸模的工作，其工作過程如下：當A組換向閥撥到左側位，B組換向閥撥到右側位，C組換向閥撥到左側位，壓縮空氣通過各自氣路分別進入氣動切換固定板合件中的氣缸，A組氣缸活塞向前運動，從而帶動與之相連的斜楔將凸模推出固定板并且鎖死，進入工作狀態，B組氣缸活塞向后回縮，并帶動與之相連的斜楔回撤，此時5個凸模與固定板之間處于放松滑配狀態而無法實現沖孔，C組氣缸活塞向前運動，從而帶動與之相連的斜楔將凸模推出固定板并且鎖死，進入工作狀態，此時A組5個凸模進行沖孔，B組5個凸模放松，無法沖孔，C組2個凸模進行沖孔，3組凸模狀態調整到位后共同完成單排左舵制件的生產。
當A組換向閥撥到右側位，B組換向閥撥到左側位，C組換向閥撥到左側位，壓縮空氣通過各自氣路分別進入氣動切換固定板合件中的氣缸，A組氣缸活塞向后回縮，并帶動與之相連的斜楔回撤，此時5個凸模與固定板之間處于放松滑配狀態而無法實現沖孔，B組氣缸活塞向前運動，從而帶動與之相連的斜楔將凸模推出固定板并且鎖死，進入工作狀態，C組氣缸活塞向前運動，從而帶動與之相連的斜楔將凸模推出固定板并且鎖死，進入工作狀態，此時A組5個凸模放松，無法沖孔，B組5個凸模進行沖孔，C組2個凸模進行沖孔，3組凸模狀態調整到位后共同完成單排右舵制件的生產。
當A組換向閥撥到右側位，B組換向閥撥到右側位，C組換向閥撥到右側位，壓縮空氣通過各自氣路分別進入氣動切換固定板合件中的氣缸，A組、B組、C組的氣缸活塞向后回縮，并帶動與之相連的斜楔回撤，此時5個凸模與固定板之間處于放松滑配狀態而無法實現沖孔，此時A組、B組、C組凸模全部放松，無法沖孔，3組凸模狀態調整到位后共同完成排半左舵制件的生產。
3 模具工作過程
當生產單排左舵前地板后橫梁制件時，將A組換向閥撥到左側位，B組換向閥撥到右側位，C組換向閥撥到左側位。工序件以外形定位在下模座9上。上模下行，壓料芯4在強力彈簧2的作用下將制件壓緊在下模座9上。上模繼續下行，分別安裝在上模座1上的沖孔凸模及修邊鑲件開始工作，直到上、下模完全貼合，最終完成制件的沖孔和修邊。壓力機滑塊帶動上模運行到上死點，此時即可將制件從下模座上取出，至此一個工作循環結束。
當生產單排右舵前地板后橫梁制件時，將A組換向閥撥到右側位，B組換向閥撥到左側位，C組換向閥撥到左側位，即可實現單排右舵制件的生產。
當生產排半左舵前地板后橫梁制件時，將A組換向閥撥到右側位，B組換向閥撥到右側位，C組換向閥撥到右側位，即可實現排半左舵制件的生產。
4 結束語
利用單排左、右舵和排半左舵3個制件的共同點，并針對其不同之處，巧妙利用氣動切換的工作原理，成功的實現了3個制件在一副模具上的生產。避免了傳統方案中需要單獨開發3副模具或者拆卸壓料芯分別更換沖孔凸模等方案，才能進行制件的更換和生產，不但大幅度降低了成本，節約了資源，而且能夠方便、快捷、安全地完成對3個制件的生產要求，達到了預期的目的，可為該類制件的模具設計提供參考。
