一種雙跨斜楔結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用

程阿苗，王 星，袁 奎，詹 卓，杜建州，何曉波

（1.陜西黃河工模具有限公司，陜西西安710043；2.西安寶鋼鋼材加工配送有限公司，陜西西安710043）

1 引言

近年來，隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，造車新勢力的集中涌現(xiàn)，新能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，汽車市場競爭加劇，各主機(jī)廠不得不從提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本上來下功夫，來提高自身競爭力[1]。作為汽車制造業(yè)的下游產(chǎn)業(yè)，汽車模具制造業(yè)受其影響輻射，同樣面臨著巨大的壓力，制造周期急劇壓縮，模具精度要求越來越高，且基礎(chǔ)材料不斷漲價(jià)，造成了需要對成本、質(zhì)量、制造周期嚴(yán)格控制的局面。

2 制件工藝分析

2.1 制件介紹

如圖1所示，某車型前縱梁前段，材料：SAPH440，料厚：2.9mm，制件大?。?,364×210×347mm。

圖1 前縱梁前段

2.2 制件工藝分析

該制件形狀復(fù)雜，長度比較長，且長度方向兩端高度差比較大，兩側(cè)側(cè)面翻邊也比較深，最主要的是中部斜面上的3個(gè)側(cè)孔橫居制件中間位置，很難實(shí)現(xiàn)沖孔，所以需要著重分析研究。

該制件常規(guī)工藝最少需要7道工序才能完成，工序內(nèi)容分別為：落料?拉伸?修邊沖孔?翻邊整形?沖孔側(cè)沖孔側(cè)修端頭?沖孔翻孔?側(cè)沖孔。受成本和廠家實(shí)際生產(chǎn)情況限制，只能要做到6工序完成，這就需要壓縮工序，經(jīng)研究，決定將第6工序和第7工序進(jìn)行合并，這樣最終方案定為6工序。圖2為各工序內(nèi)容示意圖。

圖2 制件DL圖工序內(nèi)容

這樣OP60的工序內(nèi)容就是沖正面所有孔和制件上方斜面上的3個(gè)側(cè)孔。常規(guī)方案側(cè)孔可以將制件稍微傾斜從一側(cè)用常規(guī)斜楔進(jìn)行沖孔，但是合并后有正沖的情況下該方案會(huì)引起各斜楔干涉，且成本增加，因而，在保證正沖的情況下，需研究設(shè)計(jì)一種特殊的斜楔機(jī)構(gòu)進(jìn)行側(cè)沖孔。

3 斜楔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其工作過程分析

3.1 斜楔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

最后一序內(nèi)容為正沖孔正翻孔側(cè)沖孔，正沖孔正翻孔都可常規(guī)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，難點(diǎn)在側(cè)沖孔，常規(guī)斜楔無法實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過分析研究，解決這個(gè)問題，只能設(shè)計(jì)一種非常規(guī)斜楔結(jié)構(gòu)，即橫跨制件，將斜楔滑塊基座設(shè)計(jì)在制件兩側(cè)，雙滑塊基座設(shè)計(jì)，即為雙跨斜楔結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)該制件的側(cè)沖孔內(nèi)容。該雙跨斜楔結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 雙跨斜楔結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 雙跨斜楔結(jié)構(gòu)組成

該雙跨斜楔機(jī)構(gòu)是在常規(guī)斜楔的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來，也是由斜楔基座、斜楔本體、滑塊基座3大部分組成，輔以各彈性元件、限位元件、導(dǎo)滑元件，主要結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 雙跨斜楔示意圖

3.3 斜楔工作過程

模具閉合時(shí)，放好制件，機(jī)床滑塊帶動(dòng)上模向下移動(dòng)，雙跨斜楔本體和下?；瑝K基座先通過導(dǎo)滑元件接觸，上模斜楔基座垂直運(yùn)動(dòng)，斜楔本體相對沿所需角度運(yùn)動(dòng)，上模繼續(xù)下降，壓料板與制件接觸，壓料板后的彈性元件開始工作，凸模也隨之沿斜面角度相對壓料板進(jìn)行移動(dòng)，直至進(jìn)入凹模，完成沖孔動(dòng)作。

開模時(shí)，凸凹模首先分離，隨著上模隨機(jī)床繼續(xù)上升，斜楔本體和兩側(cè)滑塊基座脫離，然后斜楔本體在氮?dú)鈴椈勺饔孟律仙耐瑫r(shí)退回到回程限位塊位置，之后斜楔隨上模垂直上升，直至上下模具完全脫離，取件后進(jìn)行下一輪壓件。

3.4 雙跨斜楔的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）雙跨斜楔的優(yōu)點(diǎn)。

a.綜合利用斜楔機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢，兩側(cè)滑塊基座支撐，解決較長的制件中部上側(cè)斜孔無法側(cè)沖的難題，是基于傳統(tǒng)斜楔上的創(chuàng)新突破。

b.該結(jié)構(gòu)可繼續(xù)延伸至翻邊、修邊等功效的實(shí)現(xiàn)，讓模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)有了更多的肯能性，能更好的發(fā)揮該雙跨斜楔的實(shí)際作用。

c.結(jié)構(gòu)簡單，便于實(shí)現(xiàn)，只要對斜楔機(jī)構(gòu)有一定基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)師，對此結(jié)構(gòu)的延伸會(huì)很快熟悉起來，在平時(shí)的設(shè)計(jì)工作中有積極的引導(dǎo)提示作用。

d.雙跨斜楔結(jié)構(gòu)大結(jié)構(gòu)件均為鑄件，均為HT300鑄造，節(jié)省成本，且便于加工，只需加工鑄造預(yù)留加工面即可，滿足現(xiàn)在模具行業(yè)的控制成本、提高效率的要求。

（2）雙跨斜楔的缺點(diǎn)。

a.該結(jié)構(gòu)相對傳統(tǒng)斜楔比較笨重，這也是不得已的事情，以后的設(shè)計(jì)中還需優(yōu)化。

b.該結(jié)構(gòu)雖經(jīng)實(shí)踐運(yùn)用已可成功實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，但結(jié)構(gòu)仍有優(yōu)化空間，后續(xù)可考慮氮?dú)鈴椈筛臑槠胀◤椈傻?，進(jìn)一步節(jié)省成本。

4 結(jié)束語

斜楔結(jié)構(gòu)試模具設(shè)計(jì)中計(jì)較常見的結(jié)構(gòu)，比較大范圍的應(yīng)用于側(cè)沖、側(cè)修邊類模具，但是汽車零件是單一的，造就了模具的唯一性，所以每副模具所應(yīng)用斜楔的情況都是不同的，這就需要模具設(shè)計(jì)師們在實(shí)踐中不斷創(chuàng)新已開發(fā)新的斜楔機(jī)構(gòu)。本文介紹的是一種大膽實(shí)踐的斜楔機(jī)構(gòu)，該雙跨斜楔機(jī)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中，可順利的完成側(cè)沖孔動(dòng)作，解決了該類型制件側(cè)沖孔的難題，對有相似結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制件的模具設(shè)計(jì)有一定參考價(jià)值[2]。