研配壓力機(jī)在汽車沖壓中的應(yīng)用

奇瑞汽車股份有限公司 （安徽蕪湖 241009） 方 芳 李 偉 徐運(yùn)華

研配壓力機(jī)是一種專業(yè)的模具加工設(shè)備，是沖壓模具制造和維修的重要工序，主要用于模具制作后期和模具維修中的研配工作。在研配時，通過研配壓力機(jī)對上下模用不同的壓力進(jìn)行加壓合模，能有效提高模具的生產(chǎn)、維修效率及產(chǎn)品質(zhì)量，同時大幅減輕了工人的勞動強(qiáng)度，消除安全隱患。

1.研配壓力機(jī)分類

研配壓力機(jī)分為傳統(tǒng)研配壓力機(jī)與伺服研配壓力機(jī)，傳統(tǒng)研配壓力機(jī)又可以分為機(jī)械傳動和液壓傳動兩種。機(jī)械傳動研配壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，但壓力固定，不易操作，目前應(yīng)用較少；液壓傳動研配壓力機(jī)主要為油壓機(jī)，壓力可調(diào)，可以實現(xiàn)定壓、定程操作，適用范圍大，被模具制造廠和主機(jī)廠的沖壓車間廣泛采用。

常用的研配油壓機(jī)可分為兩類。一類是通用型的油壓機(jī)，該類油壓機(jī)不具備上模的翻轉(zhuǎn)功能，在研配后修理打磨時，需要將模具拆下，等修好后，再重新安裝進(jìn)行研配。該方法耗費(fèi)時間長，工作效率低下。有時，在線修理打磨時，需要工人仰面操作或鉆到模具型腔之間，操作不便，且有一定的安全隱患。另一類研配油壓機(jī)為了研配及修模方便具備上模的翻轉(zhuǎn)功能，如90°或180°。

伺服研配壓力機(jī)主要是伺服電動機(jī)提供動力源，伺服電動機(jī)直接連接在升降調(diào)節(jié)裝置與翻轉(zhuǎn)裝置上，可以實現(xiàn)滑塊無級調(diào)節(jié)，滑塊行程任意可調(diào)，并且滑塊可以繞壓力機(jī)的前后中心線作180°旋轉(zhuǎn)，在上模無需開啟壓力機(jī)的情況下即可進(jìn)行快速修理，模具的研配質(zhì)量和工作效率得到充分的提升。

2.研配壓力機(jī)在汽車沖壓中的主要功能

研配壓力機(jī)在汽車制造業(yè)沖壓車間應(yīng)用非常廣泛，不僅釋放了生產(chǎn)線壓力機(jī)的生產(chǎn)壓力，同時也給模具修復(fù)人員提供了一個安全、舒適、高效的工作平臺。主要使用功能有以下4個方面。

（1）檢驗大型覆蓋件模具型面精度 在大型覆蓋件的標(biāo)準(zhǔn)模具型面上涂上紅丹或藍(lán)油，然后利用研配壓力機(jī)與模具的配合型面進(jìn)行研合，觀察模具型面的吻合程度，接觸是否良好。一般情況下，接觸面積應(yīng)不小于80%或按企業(yè)的其他標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

（2）檢驗凸凹模之間的間隙 將裝配好的模具合上，在下模口的周邊或斜度較大的部位墊軟金屬條或橡皮泥，在研配壓力機(jī)上試壓，根據(jù)金屬條或橡皮泥的壓痕，檢測凸凹模之間的間隙。也可在下模刃口外放兩個等高墊鐵，使落下的上模落在墊鐵上，墊鐵高度以凸模刃口進(jìn)入凹模刃口內(nèi)3 5mm為宜。根據(jù)設(shè)計要求的間隙值選擇塞尺，檢查凸凹模之間的間隙是否均勻。

（3）試模 裝配好的模具，還需在研配壓力機(jī)上進(jìn)行試模。因為模具在沖壓時，所受的力是復(fù)雜的。在研配壓力機(jī)上進(jìn)行試模是冷沖模具制造中的最后檢測手段之一。

（4）維修上模 上模更換鑲塊、沖頭等模具修復(fù)工作，可以將上模翻轉(zhuǎn)180°，在翻轉(zhuǎn)臺平行于水平面處時開始維修，既方便了工人維修模具又減輕了勞動強(qiáng)度。

3.液壓與伺服研配壓力機(jī)翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

液壓研配壓力機(jī)帶翻轉(zhuǎn)功能，該液壓研配壓力機(jī)主要由機(jī)身、滑塊、移動工作臺、液壓缸、模具翻轉(zhuǎn)板翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、液壓及潤滑、電氣與控制系統(tǒng)等組成。模具翻轉(zhuǎn)板翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，由翻轉(zhuǎn)缸、翻轉(zhuǎn)板、翻轉(zhuǎn)軸、翻轉(zhuǎn)板鎖緊機(jī)構(gòu)等組成。首先，使翻轉(zhuǎn)板鎖緊機(jī)構(gòu)松開到位后翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)方可工作。翻轉(zhuǎn)時由雙擺動液壓缸將翻轉(zhuǎn)板翻轉(zhuǎn)到一定角度（見圖1），后續(xù)的翻轉(zhuǎn)由滑塊下行運(yùn)動完成，直到翻轉(zhuǎn)板翻轉(zhuǎn)180°（見圖2），與工作臺上平面保持在同一平面上。翻轉(zhuǎn)板復(fù)位后由安裝在滑塊后面的4個鎖緊缸鎖緊到位。鎖緊到位后，機(jī)器方可工作，整個翻轉(zhuǎn)板翻轉(zhuǎn)要求動作平穩(wěn)，安全可靠，翻轉(zhuǎn)過程中須保證滑塊無側(cè)滑。其工作過程如圖3所示。

圖1 翻轉(zhuǎn)90°的研配壓力機(jī)

圖2 翻轉(zhuǎn)180°的研配油壓力機(jī)

圖3 研配油壓力機(jī)翻轉(zhuǎn)工作過程

伺服研配壓力機(jī)帶翻轉(zhuǎn)功能，該機(jī)由機(jī)身框架、中間滑塊、移動工作臺、平衡裝置、液壓系統(tǒng)、伺服電動機(jī)、伺服控制系統(tǒng)等組成（見圖4，現(xiàn)場照片見圖5）。模具翻轉(zhuǎn)是由機(jī)械式翻轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)、中心翻轉(zhuǎn)滑塊、翻轉(zhuǎn)滑塊鎖緊機(jī)構(gòu)等組成。機(jī)身上設(shè)置有控制中間滑塊旋轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)裝置和控制滑塊上下運(yùn)動的4個升降調(diào)節(jié)裝置。翻轉(zhuǎn)裝置為蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)，升降裝置為絲杠螺母結(jié)構(gòu)。翻轉(zhuǎn)裝置包括左右滑塊，中間滑塊通過旋轉(zhuǎn)軸與位于機(jī)身兩側(cè)的左右滑塊進(jìn)行聯(lián)接。右滑塊為主動翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，左滑塊為從動翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。升降裝置包括了4個部分的絲杠螺母，絲杠通過聯(lián)軸器、減速器與伺服電動機(jī)聯(lián)接，螺母位于翻轉(zhuǎn)裝置的左右滑塊上。翻轉(zhuǎn)與升降裝置與伺服控制系統(tǒng)聯(lián)接。伺服電動機(jī)驅(qū)動蝸輪，蝸輪與蝸桿嚙合，通過伺服電動機(jī)和伺服控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對滑塊的運(yùn)動速度、位置及加壓力的精確控制。

4.液壓與伺服研配壓力機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)

現(xiàn)有的研配壓力機(jī)多為液壓壓力機(jī)，采用液壓缸和比例伺服閥驅(qū)動、調(diào)節(jié)滑塊，由于受油壓等不確定性因素的影響，對壓力和行程的調(diào)節(jié)增加了難度，存在幾何精度低，定位精度較差，研配壓力不能精確控制等不足，直接影響了模具的精度，進(jìn)而影響了沖壓件的表面質(zhì)量和汽車外觀。主要優(yōu)點(diǎn)是安裝調(diào)試比較簡單，制造成本低，技術(shù)成熟。

伺服研配壓力機(jī)采用伺服電動機(jī)驅(qū)動，每個伺服系統(tǒng)驅(qū)動器都獲得同樣的控制指令，執(zhí)行相同的參數(shù)指令，最終實現(xiàn)同步控制，而且不影響其他伺服單元。主要優(yōu)點(diǎn)是：①可以根據(jù)不同的模具提供合適的壓力，解決了壓力過大時對模具造成損壞，壓力過小時又無法完成模具研配的問題。②升降調(diào)節(jié)裝置采用伺服電動機(jī)驅(qū)動，可通過伺服控制系統(tǒng)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，充分利用伺服電動機(jī)的高精度位移，控制精度達(dá)±0.02mm。③升降調(diào)節(jié)裝置采用伺服電動機(jī)可以實現(xiàn)高頻正反轉(zhuǎn)，滑塊可以任意變化，解決了模具研配時反復(fù)移動滑塊調(diào)節(jié)時間長的問題。缺點(diǎn)是對設(shè)備精度要求非常高，伺服電動機(jī)和絲杠等關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化難，維修、采購困難，費(fèi)用也較高。

5.結(jié)語

以液壓和曲柄連桿機(jī)構(gòu)為代表的壓力機(jī)已經(jīng)發(fā)展了近百年但無較大的技術(shù)突破，近年來伺服壓力機(jī)技術(shù)發(fā)展較快，日本現(xiàn)在已經(jīng)研發(fā)并投產(chǎn)了2萬kN以上的機(jī)械伺服壓力機(jī)。國內(nèi)的許多壓力機(jī)專家在日本伺服技術(shù)的影響下，研究開發(fā)了伺服研配壓力機(jī)并投入實際應(yīng)用。由于伺服研配壓力機(jī)克服了傳統(tǒng)研配壓力機(jī)在同步控制和行程控制上的難點(diǎn)，實現(xiàn)了各伺服單元的同步控制，行程控制精度高，可提高模具的研配精度等優(yōu)點(diǎn)，越來越得到汽車主機(jī)廠和模具廠家的認(rèn)可。

（20121123）