反向拉拽斜楔結構研究

文／李歡迎·河北省汽車工程技術研究中心

通過對常規水平斜楔結構的原理進行解析，以及實際中一些特殊的產品，如U 形窄件或幾字形窄件出現兩側外翻邊情況的時候，常規水平斜楔結構無法實現在同一序同時翻邊的功能，針對此類窄件外翻邊的問題研究了一種新型的反向拉拽斜楔結構，本文重點從原理、結構、應用范圍、成本等方面對該結構的功能及價值進行闡述。

隨著汽車多元化的發展，汽車造型也日新月異，在市場競爭日趨激烈的今天，如何在滿足汽車造型新穎的前提下，節省模具工序數、優化模具構造、縮短模具制造周期、保證制件品質、提高生產效率是一直在研究探索的問題。

采用技術革新和裝備改良升級，降低生產成本，提高工作效率是一種最直接和最有效的發展方向。多數情況下，模具的開發費用所占的比例比較大，如何最大限度地節約模具開發成本已經成為所有主機廠及模具供應商研究的重要課題。其中，在模具開發過程中如何最大限度地減少模具工序數、減輕模具整體重量，以及一套模具生產多種產品是降低模具開發費用和后續生產費用的一條重要途徑。由于受產品造型、工序數限制，以及模具結構布置空間和生產自動化所限，實現一模多功能不僅節省了模具工序數，也節約模具開發成本及制造周期，然而目前采用的常規水平斜楔裝置無法滿足使用需求。

常規水平斜楔模具結構介紹

常規水平斜楔模具結構

常規水平斜楔結構形式，如圖1 所示。

圖1 常規水平斜楔結構

常規的水平斜楔結構原理為：將水平斜楔驅動塊通過螺釘、銷釘安裝在下模座上，將鑲塊或固定座通過螺釘和銷釘固定在斜楔上滑塊上，將上滑塊通過導桿及固定導桿的螺釘安裝于底座上，將底座通過螺釘和銷釘安裝固定于上模座本體上。

常規的水平斜楔結構一般用于側沖孔、側修邊等工藝內容，但是此結構受空間限制，空間小的部位無法使用此水平斜楔結構。另外受產品工作角度限制，只能實現單一的水平且正向運動，當遇到U 形件或幾字件兩邊外翻邊的時候，無法采用此結構。常規水平斜楔結構剖面圖如圖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床運動方向垂直向下，克服彈簧彈力沿著導桿相對運動，在水平驅動塊作用下依靠水平分力向工藝規定的方向運動，最終實現產品的分離并生產出所需的產品，然后在彈簧回程力的作用下上滑塊復位，完成一套動作流程。

圖2 常規水平斜楔結構剖面

常規水平斜楔結構的問題

常規水平斜楔結構的技術缺點：

⑴只能實現產品的水平正修、正沖，斜楔受力中心不能偏離工作內容的受力中心；

⑵因結構受空間限制，故此結構只能實現大產品單一方向的工序內容，無法實現U 形件或幾字件里面在同一序模具同時外翻邊的工藝；

⑶由于考慮到此水平斜楔結構的拆裝及功能的實現，在此結構運動方向上需要一定的驅動塊及底座安裝空間。

針對上述技術背景和現有技術缺點，需要發明創造一種新反向斜楔結構來解決現有技術問題，此新型反向斜楔結構要具備以下特點：

⑴針對U 形件或幾字件，常規工藝需要追加模具工序數實現狹窄制件外翻邊的功能。不過此新型水平斜楔結構可實現U 形件或幾字件，以及狹窄空間內在同一序模具同時外翻邊的工藝；

⑵可實現斜楔受力中心偏離工作內容的受力中心的情況；

⑶可實現模具工序減少，節省開發成本及開發周期；

⑷可減小模具寬度設計，同時便于操作人員拆裝及維護保養。

特殊產品工藝及新型反向拉拽斜楔結構原理介紹

特殊產品工藝簡述

圖3 為一款特殊的U 形件，針對此類屬于窄端頭處向外翻邊或翻整的產品，若采用常規水平斜楔結構，由于制件兩翻邊線間距為160mm，常規水平斜楔最小長度尺寸為240mm，故此空間只能放置一個常規水平斜楔，如要實現產品造型只能分工序實現，這就需要增加模具工序數，增加了開發成本及加工制造周期。

圖3 特殊U 形件

反向拉拽斜楔結構介紹

圖4 為反向拉拽斜楔結構，此新型水平斜楔結構能實現U 形或幾字形的狹窄空間內在同一序模具同時外翻邊的工藝，減少模具工序數，節省模具開發成本及周期。下面以圖4 反向拉拽斜楔結構(爆炸圖)為例詳細說明其工作原理及功能的實現。

圖4 反向拉拽斜楔結構

將驅動塊組件安裝在上模座，反側滑動導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，滑塊組件放置于下基座組件內，然后將導桿穿過下基座組件和滑塊組件，最后通過蓋板和螺釘將導桿固定在下基座上。

工作原理為驅動塊組件通過機床垂直向下運動，當與滑塊組件接觸時給其一個斜向下的推力，此推力的水平分力克服彈簧彈力，拉動滑塊組件沿著導桿做水平運動，在反側滑動導板的保護下拉動翻邊鑲塊完成整個產品造型。

圖5 為上模座及驅動塊組件，驅動塊組件通過螺釘和銷釘固定于上模座上，強制回程塊通過螺釘固定在滑塊組件上，強制回程塊是為了防止彈簧失效的時候滑塊組件不回程而導致的模具撞擊安全事故發生而設置，驅動面是提供滑塊組件原動力的部位。

圖5 上模座及驅動塊組件

圖6 為滑塊組件和彈簧，彈簧是放置于滑塊組件內的，驅動塊組件向下的力作用于驅動塊組件滑配面，轉化成滑塊組件水平拉動力，克服彈簧壓縮能量，拉動滑塊組件向工藝設定好的水平方向(沿導桿)運動。當彈簧失效的時候，強制回程塊與強制回程塊配合面作用帶動滑塊組件向工藝設定好的水平方向反向(沿導桿)回程，防止上模和斜楔組件發生撞擊等此類安全事故的發生。

圖6 滑塊組件和彈簧

圖7 為導桿、下基座組件和下模座，下基座組件是通過螺釘和銷釘將其緊固和定位在下模座上，彈簧是穿在彈簧導向銷上沿著導桿進行壓縮和恢復自然狀態的過程，導桿一端是通過螺釘緊固，另一端是通過導桿蓋板及蓋板螺釘固定在下基座組件內，對滑塊組件起精度導向作用。

圖7 導桿下基座組件

圖8 為翻邊鑲塊和反側滑動導板，反側滑動導板是通過螺釘安裝在翻邊鑲塊上的，翻邊鑲塊通過螺釘和銷釘將其緊固和定位在滑塊組件上。在滑塊組件拉動力作用下，同時在反側滑動導板與下模導滑面保護下實現了常規水平斜楔不能實現的反向拉動翻邊，同時實現了U 形件狹窄空間內在同一序模具同時外翻邊的工藝，節省了模具工序數，減少模具開發成本的同時縮短項目開發周期。

圖8 翻邊鑲塊和反側導板

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構顛覆了常規水平斜楔正向推動力修邊、沖孔的理念，新型水平斜楔解決了水平翻邊存在側向力問題的難題。同時，通過新型結構實現了U形件近距離端部外翻在同一序模具難實現的問題。相對常規水平斜楔，在模具寬度方向節省了模具空間。

圖9 U 形件反向斜楔工藝布置總圖

結束語

此種新型反向拉拽斜楔結構成功實現了U 形件或幾字件的狹窄空間內在同一序模具同時外翻邊的工藝構想，創造了一種實現此類產品類似工藝的新型模具結構。此反向拉拽斜楔結構實現了減少模具工序，節省開發成本及縮短模具開發周期；此新型反向拉拽水平斜楔適用于結構緊湊、空間狹窄的冷沖壓U 形、幾字形制件的模具，針對小型制件且左右共模的制件模具實用效果佳。