反向拉拽斜楔結(jié)構(gòu)研究

文／李歡迎·河北省汽車(chē)工程技術(shù)研究中心

通過(guò)對(duì)常規(guī)水平斜楔結(jié)構(gòu)的原理進(jìn)行解析，以及實(shí)際中一些特殊的產(chǎn)品，如U 形窄件或幾字形窄件出現(xiàn)兩側(cè)外翻邊情況的時(shí)候，常規(guī)水平斜楔結(jié)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)在同一序同時(shí)翻邊的功能，針對(duì)此類窄件外翻邊的問(wèn)題研究了一種新型的反向拉拽斜楔結(jié)構(gòu)，本文重點(diǎn)從原理、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用范圍、成本等方面對(duì)該結(jié)構(gòu)的功能及價(jià)值進(jìn)行闡述。

隨著汽車(chē)多元化的發(fā)展，汽車(chē)造型也日新月異，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的今天，如何在滿足汽車(chē)造型新穎的前提下，節(jié)省模具工序數(shù)、優(yōu)化模具構(gòu)造、縮短模具制造周期、保證制件品質(zhì)、提高生產(chǎn)效率是一直在研究探索的問(wèn)題。

采用技術(shù)革新和裝備改良升級(jí)，降低生產(chǎn)成本，提高工作效率是一種最直接和最有效的發(fā)展方向。多數(shù)情況下，模具的開(kāi)發(fā)費(fèi)用所占的比例比較大，如何最大限度地節(jié)約模具開(kāi)發(fā)成本已經(jīng)成為所有主機(jī)廠及模具供應(yīng)商研究的重要課題。其中，在模具開(kāi)發(fā)過(guò)程中如何最大限度地減少模具工序數(shù)、減輕模具整體重量，以及一套模具生產(chǎn)多種產(chǎn)品是降低模具開(kāi)發(fā)費(fèi)用和后續(xù)生產(chǎn)費(fèi)用的一條重要途徑。由于受產(chǎn)品造型、工序數(shù)限制，以及模具結(jié)構(gòu)布置空間和生產(chǎn)自動(dòng)化所限，實(shí)現(xiàn)一模多功能不僅節(jié)省了模具工序數(shù)，也節(jié)約模具開(kāi)發(fā)成本及制造周期，然而目前采用的常規(guī)水平斜楔裝置無(wú)法滿足使用需求。

常規(guī)水平斜楔模具結(jié)構(gòu)介紹

常規(guī)水平斜楔模具結(jié)構(gòu)

常規(guī)水平斜楔結(jié)構(gòu)形式，如圖1 所示。

圖1 常規(guī)水平斜楔結(jié)構(gòu)

常規(guī)的水平斜楔結(jié)構(gòu)原理為：將水平斜楔驅(qū)動(dòng)塊通過(guò)螺釘、銷釘安裝在下模座上，將鑲塊或固定座通過(guò)螺釘和銷釘固定在斜楔上滑塊上，將上滑塊通過(guò)導(dǎo)桿及固定導(dǎo)桿的螺釘安裝于底座上，將底座通過(guò)螺釘和銷釘安裝固定于上模座本體上。

常規(guī)的水平斜楔結(jié)構(gòu)一般用于側(cè)沖孔、側(cè)修邊等工藝內(nèi)容，但是此結(jié)構(gòu)受空間限制，空間小的部位無(wú)法使用此水平斜楔結(jié)構(gòu)。另外受產(chǎn)品工作角度限制，只能實(shí)現(xiàn)單一的水平且正向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)遇到U 形件或幾字件兩邊外翻邊的時(shí)候，無(wú)法采用此結(jié)構(gòu)。常規(guī)水平斜楔結(jié)構(gòu)剖面圖如圖2 所示：將工作部件安裝在上滑塊上，上滑塊在上模及基座跟隨機(jī)床運(yùn)動(dòng)方向垂直向下，克服彈簧彈力沿著導(dǎo)桿相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在水平驅(qū)動(dòng)塊作用下依靠水平分力向工藝規(guī)定的方向運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的分離并生產(chǎn)出所需的產(chǎn)品，然后在彈簧回程力的作用下上滑塊復(fù)位，完成一套動(dòng)作流程。

圖2 常規(guī)水平斜楔結(jié)構(gòu)剖面

常規(guī)水平斜楔結(jié)構(gòu)的問(wèn)題

常規(guī)水平斜楔結(jié)構(gòu)的技術(shù)缺點(diǎn)：

⑴只能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的水平正修、正沖，斜楔受力中心不能偏離工作內(nèi)容的受力中心；

⑵因結(jié)構(gòu)受空間限制，故此結(jié)構(gòu)只能實(shí)現(xiàn)大產(chǎn)品單一方向的工序內(nèi)容，無(wú)法實(shí)現(xiàn)U 形件或幾字件里面在同一序模具同時(shí)外翻邊的工藝；

⑶由于考慮到此水平斜楔結(jié)構(gòu)的拆裝及功能的實(shí)現(xiàn)，在此結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方向上需要一定的驅(qū)動(dòng)塊及底座安裝空間。

針對(duì)上述技術(shù)背景和現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，需要發(fā)明創(chuàng)造一種新反向斜楔結(jié)構(gòu)來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，此新型反向斜楔結(jié)構(gòu)要具備以下特點(diǎn)：

⑴針對(duì)U 形件或幾字件，常規(guī)工藝需要追加模具工序數(shù)實(shí)現(xiàn)狹窄制件外翻邊的功能。不過(guò)此新型水平斜楔結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)U 形件或幾字件，以及狹窄空間內(nèi)在同一序模具同時(shí)外翻邊的工藝；

⑵可實(shí)現(xiàn)斜楔受力中心偏離工作內(nèi)容的受力中心的情況；

⑶可實(shí)現(xiàn)模具工序減少，節(jié)省開(kāi)發(fā)成本及開(kāi)發(fā)周期；

⑷可減小模具寬度設(shè)計(jì)，同時(shí)便于操作人員拆裝及維護(hù)保養(yǎng)。

特殊產(chǎn)品工藝及新型反向拉拽斜楔結(jié)構(gòu)原理介紹

特殊產(chǎn)品工藝簡(jiǎn)述

圖3 為一款特殊的U 形件，針對(duì)此類屬于窄端頭處向外翻邊或翻整的產(chǎn)品，若采用常規(guī)水平斜楔結(jié)構(gòu)，由于制件兩翻邊線間距為160mm，常規(guī)水平斜楔最小長(zhǎng)度尺寸為240mm，故此空間只能放置一個(gè)常規(guī)水平斜楔，如要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品造型只能分工序?qū)崿F(xiàn)，這就需要增加模具工序數(shù)，增加了開(kāi)發(fā)成本及加工制造周期。

圖3 特殊U 形件

反向拉拽斜楔結(jié)構(gòu)介紹

圖4 為反向拉拽斜楔結(jié)構(gòu)，此新型水平斜楔結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)U 形或幾字形的狹窄空間內(nèi)在同一序模具同時(shí)外翻邊的工藝，減少模具工序數(shù)，節(jié)省模具開(kāi)發(fā)成本及周期。下面以圖4 反向拉拽斜楔結(jié)構(gòu)(爆炸圖)為例詳細(xì)說(shuō)明其工作原理及功能的實(shí)現(xiàn)。

圖4 反向拉拽斜楔結(jié)構(gòu)

將驅(qū)動(dòng)塊組件安裝在上模座，反側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)板安裝在翻邊鑲塊上，翻邊鑲塊安裝在滑塊組件上，彈簧安裝于滑塊組件內(nèi)，滑塊組件放置于下基座組件內(nèi)，然后將導(dǎo)桿穿過(guò)下基座組件和滑塊組件，最后通過(guò)蓋板和螺釘將導(dǎo)桿固定在下基座上。

工作原理為驅(qū)動(dòng)塊組件通過(guò)機(jī)床垂直向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)與滑塊組件接觸時(shí)給其一個(gè)斜向下的推力，此推力的水平分力克服彈簧彈力，拉動(dòng)滑塊組件沿著導(dǎo)桿做水平運(yùn)動(dòng)，在反側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)板的保護(hù)下拉動(dòng)翻邊鑲塊完成整個(gè)產(chǎn)品造型。

圖5 為上模座及驅(qū)動(dòng)塊組件，驅(qū)動(dòng)塊組件通過(guò)螺釘和銷釘固定于上模座上，強(qiáng)制回程塊通過(guò)螺釘固定在滑塊組件上，強(qiáng)制回程塊是為了防止彈簧失效的時(shí)候滑塊組件不回程而導(dǎo)致的模具撞擊安全事故發(fā)生而設(shè)置，驅(qū)動(dòng)面是提供滑塊組件原動(dòng)力的部位。

圖5 上模座及驅(qū)動(dòng)塊組件

圖6 為滑塊組件和彈簧，彈簧是放置于滑塊組件內(nèi)的，驅(qū)動(dòng)塊組件向下的力作用于驅(qū)動(dòng)塊組件滑配面，轉(zhuǎn)化成滑塊組件水平拉動(dòng)力，克服彈簧壓縮能量，拉動(dòng)滑塊組件向工藝設(shè)定好的水平方向(沿導(dǎo)桿)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)彈簧失效的時(shí)候，強(qiáng)制回程塊與強(qiáng)制回程塊配合面作用帶動(dòng)滑塊組件向工藝設(shè)定好的水平方向反向(沿導(dǎo)桿)回程，防止上模和斜楔組件發(fā)生撞擊等此類安全事故的發(fā)生。

圖6 滑塊組件和彈簧

圖7 為導(dǎo)桿、下基座組件和下模座，下基座組件是通過(guò)螺釘和銷釘將其緊固和定位在下模座上，彈簧是穿在彈簧導(dǎo)向銷上沿著導(dǎo)桿進(jìn)行壓縮和恢復(fù)自然狀態(tài)的過(guò)程，導(dǎo)桿一端是通過(guò)螺釘緊固，另一端是通過(guò)導(dǎo)桿蓋板及蓋板螺釘固定在下基座組件內(nèi)，對(duì)滑塊組件起精度導(dǎo)向作用。

圖7 導(dǎo)桿下基座組件

圖8 為翻邊鑲塊和反側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)板，反側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)板是通過(guò)螺釘安裝在翻邊鑲塊上的，翻邊鑲塊通過(guò)螺釘和銷釘將其緊固和定位在滑塊組件上。在滑塊組件拉動(dòng)力作用下，同時(shí)在反側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)板與下模導(dǎo)滑面保護(hù)下實(shí)現(xiàn)了常規(guī)水平斜楔不能實(shí)現(xiàn)的反向拉動(dòng)翻邊，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了U 形件狹窄空間內(nèi)在同一序模具同時(shí)外翻邊的工藝，節(jié)省了模具工序數(shù)，減少模具開(kāi)發(fā)成本的同時(shí)縮短項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期。

圖8 翻邊鑲塊和反側(cè)導(dǎo)板

圖9 為U 形件反向斜楔工藝布置總圖，此新型反向拉拽水平斜楔結(jié)構(gòu)顛覆了常規(guī)水平斜楔正向推動(dòng)力修邊、沖孔的理念，新型水平斜楔解決了水平翻邊存在側(cè)向力問(wèn)題的難題。同時(shí)，通過(guò)新型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了U形件近距離端部外翻在同一序模具難實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。相對(duì)常規(guī)水平斜楔，在模具寬度方向節(jié)省了模具空間。

圖9 U 形件反向斜楔工藝布置總圖

結(jié)束語(yǔ)

此種新型反向拉拽斜楔結(jié)構(gòu)成功實(shí)現(xiàn)了U 形件或幾字件的狹窄空間內(nèi)在同一序模具同時(shí)外翻邊的工藝構(gòu)想，創(chuàng)造了一種實(shí)現(xiàn)此類產(chǎn)品類似工藝的新型模具結(jié)構(gòu)。此反向拉拽斜楔結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了減少模具工序，節(jié)省開(kāi)發(fā)成本及縮短模具開(kāi)發(fā)周期；此新型反向拉拽水平斜楔適用于結(jié)構(gòu)緊湊、空間狹窄的冷沖壓U 形、幾字形制件的模具，針對(duì)小型制件且左右共模的制件模具實(shí)用效果佳。