淺析旋轉斜楔機構原理及常用結構類型

文／凌世權，趙子海·吉利汽車集團有限公司/ME中心

旋轉斜楔機構旋轉軸心的選擇是旋轉斜楔設計的關鍵因素，本文介紹了旋轉斜楔軸心選擇方法、旋轉半徑設計的要領、旋轉斜楔行程圖設計注意事項；通過汽車覆蓋件常用的兩種旋轉斜楔結構的舉例，對旋轉斜楔在汽車覆蓋件中的運用及其優缺點進行了詳細說明。

旋轉斜楔機構原理及其設計注意事項

旋轉斜楔機構原理

旋轉斜楔機構見圖1；通過氣缸把旋轉軸凸模拉到工作狀態，機械手把工序制件放到凸模上，然后斜楔上滑塊及側翻邊凹模下行，通過驅動導板驅動完成側翻邊做功過程；側翻邊做功完成后，上模及斜楔上滑塊先回程，然后氣缸驅動旋轉軸凸模到回程狀態，工序制件用機械手抓走；旋轉軸到達工作和回程狀態的驅動壓力源都是氣缸。

圖1 旋轉斜楔機構

旋轉斜楔機構的軸心及半徑選擇原則

⑴旋轉斜楔機構旋轉軸軸心選擇原則，為保證旋轉凸?；爻虝r與成形零件不干涉，取此工序零件頂部型面最外側法向線與所有側整形型面最下側法向線的交線區域的下部，同時還需考慮10mm的安全量，所以旋轉軸軸心允許選擇區域見圖2紅色陰影區。

圖2 旋轉斜楔軸心及半徑選擇

⑵旋轉軸半徑的選擇需滿足側整形工序件處與驅動導板處距離80mm以上，保證斜楔上滑塊和側整形凹模的強度；另外旋轉軸半徑選擇時還需滿足凸模處頂部型面寬度40mm以上，保證壓料芯壓料區域。

⑶旋轉軸回程狀態時需滿足外輪廓距離工序制件5mm以上，便于工序制件Z向順利取出。

⑷實際設計模具時，三維軟件可每隔1°旋轉旋轉軸實體進行回程檢查，保證旋轉軸與工序件不干涉。

旋轉斜楔機構的行程圖要求

旋轉斜楔行程圖要求見圖3，氣缸驅動旋轉斜楔轉軸到位后，機械手把工序制件放到凸模上，斜楔滑塊下行與驅動導板接觸，下行行程10mm以上，然后開始正壓料芯壓料，正壓料行程10mm以上，斜楔刀塊再開始做功。避免正壓料芯開始壓料時，斜楔滑塊與旋轉軸驅動導板還沒接觸，造成旋轉軸凸模有旋轉可能，從而造成外板零件面品缺陷。

圖3 旋轉斜楔行程圖

兩種常用的旋轉斜楔機構及其優缺點

常規旋轉斜楔機構

⑴常用的旋轉斜楔機構見圖4、圖5；旋轉軸為一個整體大軸，并且和側翻凸模為一個整體，旋轉軸與旋轉軸安裝座之間進行旋轉導滑；旋轉軸兩側加側導滑板，旋轉軸凸模蓋板與旋轉軸安裝座在旋轉軸的中心水平面上進行分割，旋轉軸通過雙作用氣缸到達工作、回程狀態；氣缸把旋轉軸拉到工作狀態后，機械手把工序零件放在凸模上，然后上斜楔滑塊下來與旋轉軸上的驅動導板接觸下行最小10mm后，開始壓料然后翻邊做功，做功完成后氣缸推動旋轉軸到回程狀態，工序制件用機械手抓走。

圖4 常規的旋轉斜楔

圖5 常規旋轉斜楔剖視圖

⑵常用的旋轉斜楔機構旋轉軸安裝座與旋轉軸配合處，需加工油槽、外部安裝油壺進行定期潤滑處理。油槽常用兩種形式見圖6。

圖6 常規旋轉斜楔兩種常用油槽形式

改進后的旋轉斜楔機構

⑴改進后的旋轉斜楔機構見圖7、圖8、圖9；旋轉軸為旋轉塊兩側的小軸，旋轉塊小軸與旋轉塊之間采用H7/p6過盈配合，把旋轉軸安裝在旋轉塊上；旋轉塊兩側加側導滑板，旋轉塊蓋板與下模座在旋轉軸的中心水平面上進行分割；雙作用氣缸推動旋轉塊驅動機構向前運動把旋轉塊驅動到達工作狀態，然后旋轉塊驅動機構停止運動支撐在旋轉塊下部，機械手把工序零件放在旋轉塊凸模上，然后上斜楔滑塊下來與旋轉軸上的驅動導板接觸下行最小10mm后，開始壓料然后翻邊做功，做功完成后，雙作用氣缸拉動旋轉塊驅動機構到回程狀態，然后旋轉塊回程氣缸推動旋轉塊到回程狀態，工序制件用機械手抓走。

圖7 改進后的旋轉斜楔

圖8 改進后的旋轉斜楔剖面圖一

圖9 改進后的旋轉斜楔剖面圖二

⑵改進后的旋轉斜楔機構使用注意事項如下：

1)旋轉塊后側與上模間要加防側導板，保證在側整形做功前30mm進行導入防側,見圖10。

圖10 改進后的旋轉斜楔防側導板

2)旋轉塊后側導板頂面需低于旋轉塊軸心10mm,旋轉塊下側導板要布置在軸心外側10mm外,避免旋轉塊回程時干涉導致無法旋轉，見圖11。

圖11 改進后的旋轉斜楔后側及下側導板位置要求

兩種常用旋轉斜楔機構的優缺點

⑴常用旋轉斜楔機構。

優點：強度好，受力較好；結構緊湊，占用空間小。

缺點：加工工藝復雜，加工精度要求高，加工精度難以保證；加工資源緊缺，模具成本較高。

⑵改進后的旋轉斜楔機構。

優點：使用旋轉塊兩側的小軸進行轉動，轉動精度高，加工裝配易保證；模具成本低。

缺點：占用空間大；受力比常用旋轉斜楔差一些。

⑶當模具空間較大時，優先采用改進后的旋轉斜楔機構，以降低模具成本，并能達到更高的模具裝配精度；當模具空間受限時，可以采用傳統旋轉斜楔機構以滿足沖壓工藝要求。

結束語

本文主要針對汽車覆蓋件模具常用的旋轉斜楔機構原理進行研究，分析傳統旋轉斜楔機構與改進后的旋轉斜楔機構的優缺點，針對不同的模具空間選擇合理的旋轉斜楔機構，提升模具精度質量，降低模具成本，并能滿足高質量的覆蓋件外板沖壓件穩定保質生產。