可控氮?dú)飧自砑捌湓跊_壓模具結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

文/石寬·一汽-大眾汽車有限公司（佛山）

氮?dú)飧祝ǖ獨(dú)鈴椈桑┰跊_壓模具上有著廣泛的應(yīng)用，隨著汽車模具行業(yè)的發(fā)展，氮?dú)飧桩a(chǎn)品技術(shù)有新的創(chuàng)新與發(fā)展，比如新開發(fā)的可控氮?dú)飧?、油氣混合缸（油液?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)）?？煽氐?dú)飧椎拈_發(fā)，既簡化了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（縮短模具的設(shè)計(jì)、制造周期），又使后期的模具維護(hù)保養(yǎng)更加方便（標(biāo)準(zhǔn)件損壞后可以直接更換備件）。

可控氮?dú)飧椎墓ぷ髟砼c運(yùn)用

可控氮?dú)飧自诘獨(dú)飧仔谐套畹忘c(diǎn)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)鎖死，并且可以根據(jù)使用需要，控制回程時(shí)間。由于氣缸到達(dá)下死點(diǎn)后，回程可通過壓力機(jī)設(shè)備的凸輪角度或者機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡角度控制，因此達(dá)到可控。

圖1為可控氮?dú)飧椎男谐糖€，在壓機(jī)到達(dá)下死點(diǎn)開始回程時(shí)，氮?dú)飧自谙滤傈c(diǎn)位置保持一段時(shí)間后再回程，中間的停頓時(shí)間可依據(jù)模具工作的需要來設(shè)置。（備注：如果氣缸的行程未被充分利用，KF型號的可控氮?dú)飧祖i死時(shí)，回彈量將超過1mm。）

圖2為可控氮?dú)飧椎墓ぷ鳡顟B(tài)，圖2(a）為向下工作行程，圖2(b）為壓縮到下死點(diǎn)的狀態(tài)，圖2(c）為回程狀態(tài)?；钊麑⒏左w分成上下兩個(gè)部分，向下工作行程時(shí)，活塞擠壓氣體從下部缸體通過活塞閥進(jìn)入上部缸體，整個(gè)控制閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

為避免在鎖死位置時(shí)的1mm回彈，F(xiàn)ibro開發(fā)了KF+KP主缸和輔缸相配合的可控氣缸組，可實(shí)現(xiàn)最低點(diǎn)鎖死時(shí)無回彈，其行程曲線圖如圖3所示。KF+KP可控氣缸組如圖4所示，在行程至下死點(diǎn)時(shí)，缸體下部的氣體可以通過閥模塊里的閥門進(jìn)入缸體上部，這樣缸體下部的壓強(qiáng)降低，上下部達(dá)到平衡。當(dāng)外界壓力釋放時(shí)，缸體內(nèi)的活塞上部壓力大于下部壓力，所以就沒有回彈。

圖1 可控氮?dú)飧椎男谐糖€

圖2 可控氮?dú)飧椎墓ぷ鳡顟B(tài)

圖3 最低點(diǎn)鎖死時(shí)無回彈行程曲線圖

可控氮?dú)飧自趬簷C(jī)回程時(shí)，活塞桿不隨壓機(jī)上行而回程，并且通常和壓縮行程相比，可控氮?dú)飧谆爻虝r(shí)所需的能量很少，這樣整個(gè)過程，壓機(jī)的能量更多的轉(zhuǎn)化成了熱量，導(dǎo)致可控氮?dú)飧自诠ぷ鬟^程中更容易發(fā)熱，因此需要外接冷卻裝置。

可控氮?dú)飧自谄嚹＞呱系膽?yīng)用

由于可控氮?dú)飧椎幕爻炭梢酝ㄟ^壓縮空氣來實(shí)現(xiàn)控制，因此在模具結(jié)構(gòu)中有著重要的應(yīng)用，比如翼子板、發(fā)罩外板、后蓋外板等模具的翻邊工序以及門內(nèi)板、后蓋外板等模具的拉延工序。

圖4 KF+KP可控氣缸組

可控氮?dú)飧自谀＞叻吂ば虻膽?yīng)用

以某車型的鋁件發(fā)罩外板為例，模具直翻邊時(shí)法蘭邊寬度比較大為24mm，直翻邊時(shí)特別容易導(dǎo)致翻完后的法蘭邊產(chǎn)生凹凸不平的波浪，法蘭邊的波浪會導(dǎo)致內(nèi)外板在鉚接的時(shí)候貼合不實(shí)，如圖5所示。

圖5 發(fā)罩翻邊

為解決此問題，需要采用壓料翻邊的結(jié)構(gòu)，具體工作過程為：

⑴上模壓料板隨壓機(jī)下行并將要翻的法蘭邊壓在下模的壓邊圈上。

⑵上模繼續(xù)下行，翻邊鑲塊開始接觸要翻邊的零件，并翻邊成形。

⑶在翻邊成形過程中，隨著上模的繼續(xù)下行，上模鑲塊將下模壓邊圈往下頂，在此過程中下模壓邊圈下的支撐可控氮?dú)飧妆粩D壓至下死點(diǎn)位置，由于在翻邊過程中，要翻的法蘭邊被上模的鑲塊提供的力和下模壓邊圈提供的力夾住，因此不會產(chǎn)生波浪和褶皺。

⑷完成翻邊成形，上模鑲塊、壓料板隨上模上行，壓邊圈和可控氮?dú)飧桌^續(xù)保持在下死點(diǎn)位置，不回程。

⑸機(jī)械手取走零件，通知控制壓機(jī)氣源將可控氮?dú)飧谆爻?，完成一個(gè)完整的沖壓過程。

圖6為發(fā)罩外板模具的壓邊圈翻邊結(jié)構(gòu)實(shí)物和結(jié)構(gòu)圖，圖7為某車型的鋁件發(fā)罩外板模具結(jié)構(gòu)圖。類似的結(jié)構(gòu)在激光拼焊的后蓋外板上部模具、翼子板模具結(jié)構(gòu)中都有應(yīng)用。

可控氮?dú)飧自谀＞呃庸ば虻膽?yīng)用

圖6 某車型的鋁件發(fā)罩外板實(shí)物和結(jié)構(gòu)圖

圖7 某車型的鋁件發(fā)罩外板模具結(jié)構(gòu)圖

圖8 某車型的后蓋外板拉延模具

以某車型的后蓋外板拉延模具為例（圖8），在拉延序成形后擋風(fēng)玻璃處型面時(shí)，為保證成形時(shí)零件的質(zhì)量，需要采用氣缸支撐，同時(shí)為防止氣缸回程時(shí)將工序件頂起而導(dǎo)致零件在模具里的位置發(fā)生挪動(dòng)，影響取件機(jī)械手的取件，需要?dú)飧自谙滤傈c(diǎn)位置進(jìn)行鎖死停留，待取件完成后再回程。因此采用了可控氮?dú)飧椎慕Y(jié)構(gòu)。其具體步驟如下：

⑴上模下行，將板料壓在下模壓邊圈上，并開始成形，零件后擋風(fēng)玻璃處型面也開始成形（零件后擋風(fēng)玻璃處型面成形深度大于零件其他區(qū)域，因此設(shè)置了對應(yīng)的小浮動(dòng)凸模，其由可控氮?dú)飧字危?/p>

⑵成形完成后，壓邊圈將零件脫離凸模（但零件位置沒有發(fā)生明顯竄動(dòng)），此時(shí)擋風(fēng)玻璃處的小凸模使用了可控氮?dú)飧?，未回程，防止其回程時(shí)將零件頂出完全脫離凸模。

⑶機(jī)械手取走零件，同時(shí)通過壓機(jī)信號控制可控氮?dú)飧讱庠床⒒爻?，完成一個(gè)完整沖壓行程。

結(jié)束語

從以上兩個(gè)不同工序的實(shí)例，我們可以看到，可控氮?dú)飧自诜厜毫铣尚巍⒍嗯_階同序成形、負(fù)角翻邊等結(jié)構(gòu)中有著很好的應(yīng)用，在前期設(shè)計(jì)時(shí)采用可控氮?dú)飧椎慕Y(jié)構(gòu)，能夠更好的解決零件質(zhì)量、自動(dòng)化生產(chǎn)等各類問題?？煽氐?dú)飧缀推胀ǖ獨(dú)飧椎膮^(qū)別在于其回程可以通過信號來實(shí)現(xiàn)，并完全滿足設(shè)計(jì)者或者使用需要來控制具體的回程時(shí)間。