轿车后备箱支撑气动冲孔夹具设计

熊利军，乔娜娜，王庭江，文根保

（1.湖北航宇精工科技有限公司，湖北 襄阳 441002；2.中国航空工业集团公司 嘉泰飞机制造公司，湖北 襄阳 441002；3.中国航空工业集团公司 航宇救生装备有限公司，湖北 襄阳 441002）

0 引言

轿车后备箱盖是以2 件支撑组件作为骨架，后备箱开启与关闭都依靠支撑组件的刚性和尺寸精度，避免后备箱盖产生扭转和歪曲变形。

1 支撑组件冲孔加工工艺分析

后备箱支撑组件如图1 所示，由后备箱支撑1、水平支撑2 和锥体铆钉3 组成，需要加工的是后备箱支撑1端头的mm孔，要求2个孔的同轴度为φ0.01 mm。如采用钻孔加工，一是不容易保证2 个孔的同轴度；二是因支撑组件定位和夹紧结构尺寸特殊，不便于操作，结构设计困难。如采用冲压加工，由于冲压加工是瞬时冲切，第1个孔的冲切会出现孔壁内凹缺陷，第2 个孔的冲切会出现孔壁外凸缺陷。只有采用液压缓慢冲切并调整液压作用力和冲切速度才可避免成形的孔内凹和外凸，经分析采用气动凸凹模一次性同时冲出支撑组件2个孔的夹具以实现同轴度要求。后备箱支撑组件为方形管件，由圆管冷拔而成，存在尺寸误差，为了弥补避免存在的尺寸误差而影响支撑组件的2×mm 孔的加工位置精度，支撑组件定位基准A、B、C、D、E采用移动定位支撑，其中X方向移动定位支撑有A、E，Z方向移动定位支撑有B、C、D。

图1 后备箱支撑组件

2 后备箱支撑移动定位和夹紧方案制定

根据后备箱支撑组件工艺、定位与夹紧的可行性分析，确定后备箱支撑组件冲裁mm 孔的定位和夹紧方案。

（1）定位方案。A为大平面可移动定位，限制了3 个自由度[1]；B、C、D定位各限制了2 个自由度[2]，采用气动V 形滑块可移动定位；E为斜面T 形滑块移动定位，限制了2个自由度[3]。这存在基准重复定位误差，解决措施是采用可移动定位支撑。

（2）夹紧方案。A基准处为气动夹紧机构，D基准处为铰链手动夹紧机构。

3 水平支撑气动移动定位与夹紧

后备箱支撑的水平支撑2 移动定位与夹紧，如图2 所示。后备箱支撑1、水平支撑2 和锥体铆钉3安放在水平支撑定位块4 的平面上，水平支撑2 是依靠气缸5 的轴作用于压板6 和螺钉8 及螺母7 而移动距离L，实现夹紧和松开水平支撑2。

图2 水平支撑移动定位与夹紧

4 定位槽B、C、D移动定位与夹紧

后备箱支撑组件在定位槽板23 的B、C、D侧面和T 形滑块1 的15°斜面E进行移动定位与夹紧，如图3示。

图3 定位槽B、C、D移动定位

（1）楔块夹紧机构。由于T形滑块1和T形槽座2 组成的斜面E进行移动定位并与气动定位槽板23的移动定位组成楔块夹紧机构，对后备箱支撑组件进行移动定位与自锁夹紧作用。定位槽板23 推动后备箱支撑组件上移，相对于T 形滑块1 向下移动而实现对后备箱支撑组件自锁夹紧。定位槽板23下移，相对于后备箱支撑组件与T 形滑块1 下移，楔块夹紧机构即可实现松开作用。由于定位槽板23槽的C、D侧面的间隙与冲孔方向一致，不会影响冲孔位置，但影响另外两相邻侧面的间隙，前端有水平支撑移动定位与夹紧，后端有T形滑块1和T形槽座2 移动定位的限制，对后备箱支撑组件位置偏移的影响程度有限。

（2）铰链夹紧机构的夹紧与松开。由于后备箱支撑组件安装在定位槽板23 槽中存在0.563 mm 的间隙，为了防止冲孔过程中后备箱支撑组件出现移动，需要后备箱支撑组件贴紧定位槽板23 槽C侧面，要求对后备箱支撑组件进行夹紧。如图3 中NN视图所示，按下手柄13，由于连接片11 与手柄13为一体，连接片11 带着摆杆8 和夹紧爪6 抬起而实现对后备箱支撑组件的松开。抬起手柄13，即可实现对后备箱支撑组件的夹紧。

（3）定位槽板23 和T 形滑块1 脱离对后备箱支撑组件的定位与松开。先要松开铰链夹紧机构和气动水平支撑机构对后备箱支撑组件的夹紧，然后定位槽板23 在气缸19 的气缸轴20 的推动下，连接板22带动定位槽板23向下移动L距离，使定位槽板23 和T 形滑块1 脱离对后备箱支撑组件的定位，便可以取出后备箱支撑组件。

（4）定位槽板23 和T 形滑块1 对后备箱支撑组件的移动定位与夹紧。气缸19 使气缸轴20 带动定位槽板23移动L距离，定位槽板23的B、C、D面实现对后备箱支撑组件的移动定位。同时由于T形滑块1与定位槽板23移动方向存在15°的斜面，形成了一种楔块夹紧结构。定位槽板23 的上移使T 形滑块1可实现移动定位的自锁楔紧作用，楔块夹紧机构对后备箱支撑组件楔紧，楔紧范围包括T 形滑块1 和定位槽板23在内的定位面积。

5 后备箱支撑2孔的冲裁

图4 后备箱支撑2个孔冲裁

后备箱支撑组件冲孔模夹具如图5所示。

图5 冲孔模夹具

（1）取出后备箱支撑组件。启动气缸38可退回压板39、螺母40 和螺钉41，便可松开对水平支撑定位块42的夹紧，松开铰链夹紧机构对水平支撑组件的夹紧，启动气缸23 可退回连接板24 和定位槽板44，启动气缸27、37 可退回凸模29 和凹模压板34，完成这些动作后，可顺利从夹具中取出后备箱支撑组件。

6 结束语

后备箱支撑组件冲孔模夹具的设计，应用了夹具移动定位结构以及T 形滑块和T 形槽座组成斜面进行移动定位，并与气动定位槽板的移动定位组成楔块夹紧机构，获得了mm 冲孔工艺合格的后备箱支撑组件，提高了加工效率，节省了冲床设备。