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        兩種吊式?jīng)_孔類斜楔機(jī)構(gòu)的應(yīng)用

        2021-08-06 01:07:46龔玉祿胥媛媛
        模具制造 2021年6期
        關(guān)鍵詞:斜楔壓料導(dǎo)板

        龔玉祿,胥媛媛

        (長城汽車股份有限公司,河北省汽車工程技術(shù)研究中心,河北保定071000)

        1 引言

        對(duì)于制件斜面部位孔,常規(guī)實(shí)現(xiàn)方法有旋轉(zhuǎn)修沖工序沖壓坐標(biāo)系,以達(dá)到近平面或者平面沖孔的目的,或者選用斜楔實(shí)現(xiàn)側(cè)沖孔的目的。但是隨著整車功能升級(jí),制件結(jié)構(gòu)多變,常規(guī)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系及安裝斜楔機(jī)構(gòu)已無法滿足制件沖孔實(shí)現(xiàn)需求,當(dāng)制件沖孔所在斜面與制件翻邊面角度沖突時(shí),便無法使用旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的方法實(shí)現(xiàn)沖孔;當(dāng)斜面沖孔距離制件邊緣較遠(yuǎn)超過斜楔運(yùn)動(dòng)距離時(shí),斜楔亦無用武之地。本文介紹的兩種特殊斜楔類模具結(jié)構(gòu),可通過更改斜楔安放位置,改變斜楔運(yùn)動(dòng)方向,以實(shí)現(xiàn)沖壓件特殊部位的沖孔。

        2 制件介紹

        地板類制件是整車內(nèi)板類制件中關(guān)鍵類大件,其結(jié)構(gòu)形式主要受座椅、安全帶等安裝限制。一般情況下,其結(jié)構(gòu)較為簡單,無特殊類復(fù)雜型面及沖孔。但當(dāng)整車內(nèi)部增加配置需進(jìn)行避讓時(shí),后地板便會(huì)出現(xiàn)特殊類沖孔。

        如圖1所示為某兩款車型后地板制件。從圖1中不難看出,在制件側(cè)壁部位存在孔類結(jié)構(gòu),此為安全帶避讓沖孔,為保整車關(guān)鍵類配置及安全性能,此沖孔無法取消或者移動(dòng)位置。針對(duì)此類沖孔,需結(jié)合制件造型,合理選擇模具工藝、模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

        圖1 后地板制件

        3 成形工藝分析

        因地板類制件在整車直接承接乘客質(zhì)量,故工藝設(shè)計(jì)時(shí)需保證其拉伸充分,以達(dá)到最佳的剛度性能,同時(shí)還需兼顧其成形性能,無開裂起皺類問題,故拉延壓料面為隨型形式。為便于生產(chǎn)過程中自動(dòng)化工作效率及考慮制件翻邊造型的實(shí)現(xiàn),一般設(shè)計(jì)沖壓方向?yàn)橹萍恼齔向(見圖2、圖3),且后序沖壓方向不旋轉(zhuǎn)?;诖藳_壓方向及壓料面設(shè)計(jì),則此兩種地板類制件側(cè)壁部位沖孔需采用側(cè)沖工藝、特殊類側(cè)沖機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

        圖2 后地板Ⅰ沖壓方向

        圖3 后地板Ⅱ沖壓方向

        3.1 勾吊式側(cè)沖機(jī)構(gòu)

        (1)主要結(jié)構(gòu)。

        為實(shí)現(xiàn)制件1斜面部位的沖孔,采用如圖4所示勾吊式斜楔機(jī)構(gòu)。此種斜楔由幾種配件組成,分別為導(dǎo)板(為保證最佳斜楔運(yùn)動(dòng)沖裁效果,導(dǎo)板需使用銅料制造,以提升精度)回程氮?dú)鈴椈桑ㄓ靡则?qū)動(dòng)斜楔沖裁完畢后回程)、斜楔滑塊(可將機(jī)床的垂直運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)化為沖孔所需的帶角度運(yùn)動(dòng)方向)、V型導(dǎo)板(斜楔滑塊過程中導(dǎo)向)、驅(qū)動(dòng)塊(位于下模,驅(qū)動(dòng)斜楔滑塊運(yùn)動(dòng))、沖孔凹模、凸模、凸模固定座、隨型面(因沖孔部位位于制件內(nèi)板斜面上,為保證制件過程生產(chǎn),需在孔至邊緣處制造隨型面)。

        圖4 勾吊式斜楔機(jī)構(gòu)

        (2)安裝形式及運(yùn)動(dòng)過程。

        如圖5所示,勾吊式斜楔滑塊安裝在上模座,并通過安全螺釘及限位板保證其所在位置的精確性,為實(shí)現(xiàn)沖孔功能,斜楔滑塊上需安裝沖孔組件、V型導(dǎo)板及回程氮?dú)鈴椈?。?qū)動(dòng)塊安裝在下模,驅(qū)動(dòng)塊上部制件接觸部位設(shè)置隨型面。

        圖5 勾吊式斜楔機(jī)構(gòu)安裝形式

        沖壓機(jī)床開始生產(chǎn)時(shí),上模順Z向垂直向下運(yùn)動(dòng),此時(shí)勾吊式斜楔運(yùn)動(dòng)趨勢及方向與上模座一致,當(dāng)斜楔V型導(dǎo)板與斜楔驅(qū)動(dòng)塊接觸時(shí),斜楔運(yùn)動(dòng)方向開始發(fā)生變化,運(yùn)動(dòng)方向改為順著V型導(dǎo)板平行式方向。此時(shí)斜楔滑塊相對(duì)上模座開始運(yùn)動(dòng),隨著運(yùn)動(dòng)加深,凸模開始工作,回程氮?dú)鈴椈砷_始受力壓縮。至模具閉合到底,回程氮?dú)鈴椈蛇_(dá)到最大壓縮量,沖孔工作完成。而后上模隨機(jī)床開始向上運(yùn)動(dòng),受壓的氮?dú)鈴椈芍饾u失去壓力,迫切恢復(fù)初始狀態(tài),斜楔滑塊在氮?dú)鈴椈杉吧夏9餐?qū)使下,順著V型導(dǎo)板傾斜向上運(yùn)動(dòng),凸模組件也隨著這個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)脫離孔凹模,至機(jī)床恢復(fù)初始狀態(tài),模具完成一次沖裁過程。

        (3)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。

        a.此勾吊式斜楔為非標(biāo)準(zhǔn)類組件,設(shè)計(jì)時(shí)需結(jié)合模具空間及結(jié)構(gòu),合理設(shè)計(jì)斜楔尺寸。

        b.為保證孔的精度及便于現(xiàn)場維護(hù),需保證沖孔運(yùn)動(dòng)方向與V型導(dǎo)板方向(斜楔滑塊運(yùn)動(dòng)方向一致)。

        c.考慮現(xiàn)場鉗工研合調(diào)試,為便于實(shí)際操作,此機(jī)構(gòu)尺寸不易過大。

        3.2 懸吊式側(cè)沖機(jī)構(gòu)

        (1)主要結(jié)構(gòu)。

        采用如圖6所示懸吊式側(cè)沖機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)制件2斜面部位的沖孔。此種斜楔由幾種配件組成,分別為V型導(dǎo)板、回程氮?dú)鈴椈?、斜楔滑塊、驅(qū)動(dòng)塊(安裝于壓料芯上,驅(qū)動(dòng)斜楔滑塊運(yùn)動(dòng))、沖孔組件、限位板、安全螺釘?shù)取?/p>

        圖6 懸吊式斜楔機(jī)構(gòu)

        (2)安裝形式及運(yùn)動(dòng)過程。

        如圖7所示,懸吊式斜楔與其他斜楔機(jī)構(gòu)不同點(diǎn)在于此機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)塊安裝在壓料芯內(nèi)部,通過固定定位塊、螺釘和銷釘維持其位置精度。整個(gè)斜楔機(jī)構(gòu)只有凹模套組件安裝在下模上。

        圖7 懸吊式斜楔機(jī)構(gòu)安裝形式

        模具開始工作時(shí),上模自上而下運(yùn)動(dòng),此時(shí)懸吊式斜楔機(jī)構(gòu)隨著壓料芯一起向下運(yùn)動(dòng),當(dāng)壓料芯與下模接觸,此斜楔機(jī)構(gòu)滑塊組件開始接觸位于壓料料上部的斜楔驅(qū)動(dòng)塊,斜楔順著V型導(dǎo)板平行式方向運(yùn)動(dòng)。隨著上模繼續(xù)下行加深,凸模接觸制件,至模具閉合到底,斜楔沖孔完成。隨后斜楔滑塊隨著上模運(yùn)動(dòng)至初始狀態(tài)完成一個(gè)沖裁過程。

        (3)注意事項(xiàng)。

        a.此懸吊式斜楔各組件均為標(biāo)準(zhǔn)件,設(shè)計(jì)時(shí)需綜合考慮模具空間,合理選擇標(biāo)準(zhǔn)件尺寸。

        b.由于此懸吊式斜楔驅(qū)動(dòng)塊安裝在壓料芯上,故需設(shè)計(jì)時(shí)需要保證壓料芯足夠強(qiáng)度,壓料芯厚度一般不小于30mm。

        c.為保證沖孔精度,此結(jié)構(gòu)壓料芯導(dǎo)向必須使用導(dǎo)柱,且需在壓料芯和下模間增加錐形平衡塊。

        d.為便于后期裝配、調(diào)試等現(xiàn)場工作及避免實(shí)物出現(xiàn)毛刺、凸模折斷等問題,要求在精度較高的機(jī)床上進(jìn)行結(jié)構(gòu)面加工。

        e.由于此斜楔機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)塊位于壓料芯,為避免沖孔時(shí)可能出現(xiàn)的壓料芯與凸模干涉現(xiàn)象,沖孔過程中需使用聚氨酯壓料,壓料芯留出充足空間避讓。

        4 結(jié)語

        本文所介紹的兩種吊式斜楔機(jī)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)制件側(cè)壁特殊部位沖孔,滿足制件側(cè)壁沖孔需求;同時(shí)還可解決斜楔擺放、安裝困難的問題??晒┠>吖に囋O(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段借鑒及參考。

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