文／程明山，徐悅，左元成·一汽-大眾汽車有限公司

由于在高速批量生產過程中，經常發生模具斜楔動作故障，從而導致停臺占比大。斜楔動作故障表現為斜楔頂出或回程慢，不滿足模具整體動作要求。本論文對影響模具斜楔動作的因素進行分析，主要從斜楔運動間隙調整，斜楔的平衡，外部驅動的影響和潤滑保養四方面進行闡述。

斜楔一般包含凸模、凹模、驅動機構、安全機構、傳動機構等五部分。通過各種機構間的運動達到所需的角度和位置，常用于側翻和側整。斜楔的結構形式不唯一，其需要視空間、角度及需求功能而定。

斜楔運動間隙

底面導板

裝配方法：底面導板見圖1，支撐導板固定好后，開始研配斜楔基體導滑工作面與導板著色，著色要達到80%，保證工作過程受力均勻，提高斜楔工作的穩定性。

圖1 底面導板

間隙要求：滑配，斜楔工作導滑面與導板工作面零間隙配合。

側面導板

裝配方法：側面導板見圖2，首先固定好斜楔一側導板，另一側采用量塊對間隙進行測量，確定間隙值：間隙大可利用墊片進行調整，間隙小可采用研磨導板來調整，完成兩側導板的裝配工作。研配斜楔側導滑面與導板的著色，著色要求達到百分之百，保證模具工作的精度及穩定性。

圖2 側面導板

間隙要求：要求導板與斜楔單邊間隙在0.05mm范圍內。安裝另一側導板出現間隙大時兩側應加等量墊片調整，例如：間隙0.2mm，兩側導板應同時加0.1mm 墊片，同理如果間隙小時，兩側導板需要磨去等量厚度。

斜楔壓板

裝配要求：斜楔壓板見圖3，安裝時需要研配導滑面著色，及調整壓板與斜楔工作面間隙。斜楔壓板導板與斜楔導滑面著色要求達到百分百。

圖3 斜楔壓板

間隙要求：斜楔壓板與斜楔導滑面間隙過大，會導致模具的工作過程穩定性差；間隙過小，可能會出現斜楔工作不流暢等問題。根據經驗，生產節拍超過12 次/分，斜楔壓板間隙應在0.1 ～0.15mm 之間為最優。

斜楔的平衡

沖擊力的平衡

⑴斜楔動作加快的同時，沖擊力變大，對模具擋墻、擋塊的損壞也加劇，可以給氣缸進氣管增加流量控制閥(圖4)來調節氣流大小。

圖4 流量控制閥

⑵模具限位塊加緩沖裝置減小沖擊力。

⑶降低回程氮氣缸壓力值，可根據實際情況設置，一般范圍50 ～80bar。

⑷受力中心位于驅動器中心布置，斜楔工作中受到側向力，需要在側向力方向加靠臺或者導向抵消側向力，避免斜楔不平衡。斜楔受力分析見圖5。

圖5 斜楔受力分析

導向力的平衡

⑴長度與斜楔寬度比值為1.5:1，避免斜楔運動中導向不足造成上下擺動。

⑵斜楔寬度超過600mm 需增加中間導向(圖6)，防止斜楔塌腰，產生變形阻力。

圖6 中間導向布置

硬度要求

斜楔導滑面硬度要求為表面淬火(52 ＋4)HRC、RZ6.3μm，相對接觸面必須有塊帶有石墨潤滑的銅制導板或者燒結導板，防止磨損后造成阻力增大。

驅動力緩沖力的位置

斜楔下方氮氣缸位置，上方預加速驅動輪的位置要使模具運動中平衡，一般布置兩個，各取斜楔重心1/3 處布置，預加速裝置要注意切入角度。預加速角度切入曲線見圖7。

圖7 預加速角度切入曲線

斜楔的角度平衡

斜楔的下模角度(圖8)一般為-15°～45°，需要避免設計時選用的角度不合理。

圖8 斜楔的下模角度

外部驅動的影響

斜楔的外部驅動一般有2 種，一種為氣缸驅動，包括普通氣缸和油氣混合缸；另一種為機械驅動。多數情況為兩種組合使用。

氣缸驅動

利用氣缸進氣或排氣實現斜楔頂出或回程。模具常用單桿活塞式氣缸，可以滿足模具多角度動作。氣缸使用注意事項如下。

⑴氣缸緩沖的調節。

氣缸緩沖分為三種：彈性緩沖P、可調氣動緩沖PPV、自調節氣緩沖PPS，模具常用可調氣動緩沖氣缸(圖9)。需注意緩沖螺釘擰入深度會影響氣缸動作快慢。

圖9 氣缸緩沖結構

⑵氣缸內部潤滑。

氣缸自帶有一層潤滑脂，日常使用壓縮空氣中會有油霧，會沖洗掉內部潤滑脂，容易因為密封件磨損造成氣缸動作阻滯，所以需要注意壓縮空氣質量。

⑶氣缸負載率。

依據使用壓力應小于氣源壓力85%的原則，計算氣缸負載，選用合適的氣缸直徑。氣缸負載計算如圖10 所示，安裝前應在1.5 倍的工作壓力下試壓，來滿足模具生產頻次。

圖10 氣缸負載計算

⑷氣缸行程選用。

氣缸行程選用見圖11，對計算出的距離以加大10 ～20mm 為宜，但不能太長，以免增大耗氣量。

圖11 氣缸行程選用

執行元件控制

⑴氣缸動作最終靠執行元件控制，通過設置進排氣角度可控制氣缸提前或延后，滿足斜楔動作，盡量增加氣動角度的設置余量，也就是在上滑塊下壓前，提前啟動氣動動作，使氣動動作有充分的運動到位時間。氣缸與閥的動作關系見圖12。

圖12 氣缸與閥的動作關系

⑵氣動到位傳感器必須在壓機中進行設置并起作用，方便監測運動到位情況，一旦出現未到位，壓機上滑塊在某位置點需要緊急停臺，防止繼續下壓發生模具事故。

⑶優化斜楔到位傳感器檢測區間，要與斜楔進氣角度相互匹配。

油氣混合缸驅動

應用于特殊角度及空間狹小模具。油氣缸內部結構如圖13 所示，A 為油缸，B、C 為氣缸。

圖13 油氣缸內部結構

注意事項：

⑴油缸不能缺油，檢查A、B 缸頂端平齊為正常狀態，缺油后及時充油補充。

⑵B 缸氣壓要大于C 缸，防止工作阻力過大造成油泄漏，B 缸壓力值常取150 ～170bar，C 缸壓力值常取20 ～40bar。

機械驅動的要求

⑴斜楔運動時，止推導板進入40mm 以上。

⑵斜楔工作時，驅動器接觸約2/3 面積。

⑶對于自重大并有較大行程的斜楔，要使用帶有曲線楔的斜楔傳動裝置(圖14)。

圖14 曲線斜楔

⑷傳動面盡可能大，角度盡可能小，以獲得一個較小的表面壓力。

潤滑與保養

潤滑

⑴止推導板需要持續潤滑，潤滑罐優先布置在下模。內部不可見導向優先使用PERMA 自動潤滑罐(圖15)進行潤滑，需注意潤滑罐上方油環顏色(灰色為1 年，紅色為6 個月，綠色為3 個月，黃色為1 個月)，并標注更換日期，方便下次更換。

圖15 自動潤滑罐

⑵外部可見導向使用EP2 號鋰基脂潤滑，需注意油的粘度，涂抹均勻，并不可過多，防止生產中產生油滴彈出現象(圖16)。

圖16 導板油滴彈出

保養

斜楔需要定期保養，加入到模具檢修周期內。

⑴生產速度過快，會導致導向件異常損壞。模具檢修時重點檢查斜楔各導向部分，對于壓板、導板需要檢查是否有磨損跡象。

⑵斜楔導向工作面(基體部分)是否有拉毛或磨損的跡象。

⑶生產中對斜楔動作做重點檢查，氣缸動作應先于機械驅動裝置工作。

結束語

隨著生產節拍的不斷提升，對模具動作要求極高。高速批量下的模具生產問題較多，雖然每次都做針對性修理，但還是缺少一些整體性優化思路及數據標準。模具三大要素中的間隙、速度、平衡缺一不可，希望本文能夠給大家提供參考經驗。