淺析旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)原理及常用結(jié)構(gòu)類型

文／凌世權(quán)，趙子?！ぜ嚰瘓F(tuán)有限公司/ME中心

旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸心的選擇是旋轉(zhuǎn)斜楔設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素，本文介紹了旋轉(zhuǎn)斜楔軸心選擇方法、旋轉(zhuǎn)半徑設(shè)計(jì)的要領(lǐng)、旋轉(zhuǎn)斜楔行程圖設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)；通過(guò)汽車覆蓋件常用的兩種旋轉(zhuǎn)斜楔結(jié)構(gòu)的舉例，對(duì)旋轉(zhuǎn)斜楔在汽車覆蓋件中的運(yùn)用及其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。

旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)原理及其設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)原理

旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖1；通過(guò)氣缸把旋轉(zhuǎn)軸凸模拉到工作狀態(tài)，機(jī)械手把工序制件放到凸模上，然后斜楔上滑塊及側(cè)翻邊凹模下行，通過(guò)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)板驅(qū)動(dòng)完成側(cè)翻邊做功過(guò)程；側(cè)翻邊做功完成后，上模及斜楔上滑塊先回程，然后氣缸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸凸模到回程狀態(tài)，工序制件用機(jī)械手抓走；旋轉(zhuǎn)軸到達(dá)工作和回程狀態(tài)的驅(qū)動(dòng)壓力源都是氣缸。

圖1 旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)

旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)的軸心及半徑選擇原則

⑴旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸軸心選擇原則，為保證旋轉(zhuǎn)凸?；爻虝r(shí)與成形零件不干涉，取此工序零件頂部型面最外側(cè)法向線與所有側(cè)整形型面最下側(cè)法向線的交線區(qū)域的下部，同時(shí)還需考慮10mm的安全量，所以旋轉(zhuǎn)軸軸心允許選擇區(qū)域見(jiàn)圖2紅色陰影區(qū)。

圖2 旋轉(zhuǎn)斜楔軸心及半徑選擇

⑵旋轉(zhuǎn)軸半徑的選擇需滿足側(cè)整形工序件處與驅(qū)動(dòng)導(dǎo)板處距離80mm以上，保證斜楔上滑塊和側(cè)整形凹模的強(qiáng)度；另外旋轉(zhuǎn)軸半徑選擇時(shí)還需滿足凸模處頂部型面寬度40mm以上，保證壓料芯壓料區(qū)域。

⑶旋轉(zhuǎn)軸回程狀態(tài)時(shí)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(shí)際設(shè)計(jì)模具時(shí)，三維軟件可每隔1°旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸實(shí)體進(jìn)行回程檢查，保證旋轉(zhuǎn)軸與工序件不干涉。

旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)的行程圖要求

旋轉(zhuǎn)斜楔行程圖要求見(jiàn)圖3，氣缸驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)斜楔轉(zhuǎn)軸到位后，機(jī)械手把工序制件放到凸模上，斜楔滑塊下行與驅(qū)動(dòng)導(dǎo)板接觸，下行行程10mm以上，然后開(kāi)始正壓料芯壓料，正壓料行程10mm以上，斜楔刀塊再開(kāi)始做功。避免正壓料芯開(kāi)始?jí)毫蠒r(shí)，斜楔滑塊與旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動(dòng)導(dǎo)板還沒(méi)接觸，造成旋轉(zhuǎn)軸凸模有旋轉(zhuǎn)可能，從而造成外板零件面品缺陷。

圖3 旋轉(zhuǎn)斜楔行程圖

兩種常用的旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)及其優(yōu)缺點(diǎn)

常規(guī)旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)

⑴常用的旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖4、圖5；旋轉(zhuǎn)軸為一個(gè)整體大軸，并且和側(cè)翻凸模為一個(gè)整體，旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)軸安裝座之間進(jìn)行旋轉(zhuǎn)導(dǎo)滑；旋轉(zhuǎn)軸兩側(cè)加側(cè)導(dǎo)滑板，旋轉(zhuǎn)軸凸模蓋板與旋轉(zhuǎn)軸安裝座在旋轉(zhuǎn)軸的中心水平面上進(jìn)行分割，旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)雙作用氣缸到達(dá)工作、回程狀態(tài)；氣缸把旋轉(zhuǎn)軸拉到工作狀態(tài)后，機(jī)械手把工序零件放在凸模上，然后上斜楔滑塊下來(lái)與旋轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動(dòng)導(dǎo)板接觸下行最小10mm后，開(kāi)始?jí)毫先缓蠓呑龉?，做功完成后氣缸推?dòng)旋轉(zhuǎn)軸到回程狀態(tài)，工序制件用機(jī)械手抓走。

圖4 常規(guī)的旋轉(zhuǎn)斜楔

圖5 常規(guī)旋轉(zhuǎn)斜楔剖視圖

⑵常用的旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸安裝座與旋轉(zhuǎn)軸配合處，需加工油槽、外部安裝油壺進(jìn)行定期潤(rùn)滑處理。油槽常用兩種形式見(jiàn)圖6。

圖6 常規(guī)旋轉(zhuǎn)斜楔兩種常用油槽形式

改進(jìn)后的旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)

⑴改進(jìn)后的旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)見(jiàn)圖7、圖8、圖9；旋轉(zhuǎn)軸為旋轉(zhuǎn)塊兩側(cè)的小軸，旋轉(zhuǎn)塊小軸與旋轉(zhuǎn)塊之間采用H7/p6過(guò)盈配合，把旋轉(zhuǎn)軸安裝在旋轉(zhuǎn)塊上；旋轉(zhuǎn)塊兩側(cè)加側(cè)導(dǎo)滑板，旋轉(zhuǎn)塊蓋板與下模座在旋轉(zhuǎn)軸的中心水平面上進(jìn)行分割；雙作用氣缸推動(dòng)旋轉(zhuǎn)塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)向前運(yùn)動(dòng)把旋轉(zhuǎn)塊驅(qū)動(dòng)到達(dá)工作狀態(tài)，然后旋轉(zhuǎn)塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)支撐在旋轉(zhuǎn)塊下部，機(jī)械手把工序零件放在旋轉(zhuǎn)塊凸模上，然后上斜楔滑塊下來(lái)與旋轉(zhuǎn)軸上的驅(qū)動(dòng)導(dǎo)板接觸下行最小10mm后，開(kāi)始?jí)毫先缓蠓呑龉?，做功完成后，雙作用氣缸拉動(dòng)旋轉(zhuǎn)塊驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)到回程狀態(tài)，然后旋轉(zhuǎn)塊回程氣缸推動(dòng)旋轉(zhuǎn)塊到回程狀態(tài)，工序制件用機(jī)械手抓走。

圖7 改進(jìn)后的旋轉(zhuǎn)斜楔

圖8 改進(jìn)后的旋轉(zhuǎn)斜楔剖面圖一

圖9 改進(jìn)后的旋轉(zhuǎn)斜楔剖面圖二

⑵改進(jìn)后的旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)使用注意事項(xiàng)如下：

1)旋轉(zhuǎn)塊后側(cè)與上模間要加防側(cè)導(dǎo)板，保證在側(cè)整形做功前30mm進(jìn)行導(dǎo)入防側(cè),見(jiàn)圖10。

圖10 改進(jìn)后的旋轉(zhuǎn)斜楔防側(cè)導(dǎo)板

2)旋轉(zhuǎn)塊后側(cè)導(dǎo)板頂面需低于旋轉(zhuǎn)塊軸心10mm,旋轉(zhuǎn)塊下側(cè)導(dǎo)板要布置在軸心外側(cè)10mm外,避免旋轉(zhuǎn)塊回程時(shí)干涉導(dǎo)致無(wú)法旋轉(zhuǎn)，見(jiàn)圖11。

圖11 改進(jìn)后的旋轉(zhuǎn)斜楔后側(cè)及下側(cè)導(dǎo)板位置要求

兩種常用旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

⑴常用旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)。

優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度好，受力較好；結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小。

缺點(diǎn)：加工工藝復(fù)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(jìn)后的旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)。

優(yōu)點(diǎn)：使用旋轉(zhuǎn)塊兩側(cè)的小軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)精度高，加工裝配易保證；模具成本低。

缺點(diǎn)：占用空間大；受力比常用旋轉(zhuǎn)斜楔差一些。

⑶當(dāng)模具空間較大時(shí)，優(yōu)先采用改進(jìn)后的旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)，以降低模具成本，并能達(dá)到更高的模具裝配精度；當(dāng)模具空間受限時(shí)，可以采用傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)以滿足沖壓工藝要求。

結(jié)束語(yǔ)

本文主要針對(duì)汽車覆蓋件模具常用的旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)原理進(jìn)行研究，分析傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)與改進(jìn)后的旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)不同的模具空間選擇合理的旋轉(zhuǎn)斜楔機(jī)構(gòu)，提升模具精度質(zhì)量，降低模具成本，并能滿足高質(zhì)量的覆蓋件外板沖壓件穩(wěn)定保質(zhì)生產(chǎn)。