高速沖壓模具導板潤滑裝置的設計改進

文／杜洋洋，王磊，李曉俊·上汽大眾汽車有限公司

隨著中國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車外觀成為體現(xiàn)市場競爭力的重要因素，產(chǎn)品造型趨向復雜，對沖壓模具提出了更高的要求。為實現(xiàn)沖壓件復雜造型的成形，決定將復合斜楔機構引入到模具設計中。沖壓件成形過程中由于斜楔導向部件受力較大、升溫較快、極易磨損，需要進行油脂潤滑。同時，隨著沖壓設備的不斷升級，高速伺服沖壓線最高沖次可達20 次/min，大部分沖壓件無故障沖次可達15 次/min 以上，甚至達到18 次/min。在高速沖壓過程中，斜楔機構中超程導板的工況更加惡劣，潤滑變得更為重要。如超程導板得不到有效地潤滑，將直接影響導向機構的精度，進而影響高速沖壓生產(chǎn)的連續(xù)性與沖壓件質量的穩(wěn)定性。因此，選用合適的潤滑裝置對模具的高速連續(xù)生產(chǎn)尤為重要。

常用的潤滑裝置工作原理及缺點

沖壓模具中最常見的超程導板潤滑裝置為單點式自動加油壺，如圖1 所示，該類自動加油壺直接安裝在模具上，通過模具內部油路對超程導板進行潤滑，單個油壺只能潤滑一個位置。

圖1 單點式自動加油壺

單點式自動加油壺內置化學物質，依靠化學反應推動油脂對超程導板進行潤滑。雖然在一定程度上可解決超程導板的潤滑問題，但未與模具的工作狀態(tài)進行關聯(lián)，無論模具是否處于工作狀態(tài)都會對超程導板進行潤滑。其中，化學物質的反應周期一般為6 個月，即每年至少需要更換兩次。

單點式自動加油壺不僅存在潤滑針對性差、潤滑效率低、使用壽命短、更換成本高等問題，而且由于單個油壺僅能針對模具上單個位置的超程導板進行潤滑，模具上使用數(shù)量多，購買備件時存在等待周期不穩(wěn)定的問題。同時，很多斜楔機構的導向裝置位于模具內部，內置的單點式自動加油壺的使用情況不易發(fā)現(xiàn)，存在忘記更換油壺后導致超程導板嚴重磨損的風險。

自動加油裝置的改進與設計

為解決單點式自動加油壺的技術缺陷，本文設計了一種新型的自動加油裝置，如圖2 所示，不僅可實現(xiàn)斜楔機構超程導板良好的潤滑效果，還能避免常用單點式自動加油壺存在的各種問題。

圖2 自動加油裝置

新型自動加油裝置的組成

⑴控制環(huán)節(jié)——計數(shù)器(接收感應器信號；可設置計數(shù)參考值，累計計數(shù)達設定參考值后觸發(fā)信號；可設置觸發(fā)時間，控制加注時間)。

⑵常閉先導式電磁閥(接收計數(shù)器觸發(fā)信號，控制氣路通斷，控制油壺是否加注)。

⑶加注油壺(存儲潤滑油脂，可拆裝后人為添加油脂，通過氣路驅動油槍動作)。

⑷感應器(感應斜楔機構的動作，每動作一次反饋一次計數(shù))。

⑸分油器(將油路的一路分成多路，可實現(xiàn)多個位置同步加注潤滑)。

⑹指示燈(指示狀態(tài)，判斷是否處于加油狀態(tài))。

新型自動加油裝置的工作原理

如圖3 所示，工作原理如下：

圖3 工作原理圖

⑴感應開關感應到斜楔動作信息并反饋給計數(shù)器，每動作一次累計記數(shù)加1，當計數(shù)器達到設定參考值時發(fā)出觸發(fā)信號；

⑵電磁閥接收到觸發(fā)信號后，由常閉狀態(tài)轉為常開狀態(tài)，常通氣與加注油壺連通，驅動加注油壺開始加注潤滑油脂；

⑶指示燈信號由計數(shù)器發(fā)出，未接收到觸發(fā)信號前為等待燈亮，接收到觸發(fā)信號后為運行燈亮；

⑷分油器可根據(jù)需求進行調整，如有多路可進行并聯(lián)。

新型自動加油裝置的優(yōu)點

⑴該裝置使用了計數(shù)器，引入了控制環(huán)節(jié)，潤滑時刻與潤滑時間均可根據(jù)實際需要進行設置，將斜楔機構超程導板的潤滑與實際沖壓生產(chǎn)過程進行了強關聯(lián)，潤滑的針對性更強，減少了油脂的浪費。

⑵儲存油脂的油壺透明，內部潤滑油脂余量可見，可人工反復添加潤滑油脂，避免了單點式自動加油壺的余量不可見，無法重復使用的問題。

⑶油壺存儲油量大(600mL)，為單點式自動加油壺的5 倍，使用時間更長，無需頻繁加油，減少人工工時。

⑷增加了分油器，將一路分為多路并聯(lián)，需要潤滑的單序模具僅需安裝一套自動加油裝置，提高了潤滑效率。

實際使用效果評估

為驗證上述新型自動加油裝置的使用效果，對上汽大眾某車型翼子板OP40 翻邊模斜楔機構超程導板潤滑裝置進行了改造，安裝了新型自動加油裝置，分6 路對模具6 個位置的超程導板進行潤滑，如圖4 所示。

圖4 現(xiàn)場安裝圖

安裝后，通過對斜楔機構超程導板的潤滑狀態(tài)進行跟蹤驗證，調整計數(shù)器設置數(shù)值。設置每沖壓生產(chǎn)300 件就需要對超程導板進行一次潤滑，潤滑時間為3s。目前已跟蹤批量生產(chǎn)5 萬余件，超程導板的潤滑狀態(tài)良好，新型自動加油裝置的使用過程穩(wěn)定可靠，達到預期目標。目前已在沖壓車間多套模具上推廣使用，通過成本測算，在單車型的生命周期內，新型自動加油裝置可將自動加油壺的使用成本降低90%。

結論

本文針對目前常用的沖壓模具斜楔機構潤滑裝置存在的技術缺陷進行了分析，并針對性地設計了一套新型自動加油裝置。該自動加油裝置可將斜楔機構導向裝置的潤滑與生產(chǎn)狀態(tài)進行強關聯(lián)，實用性更高；儲油罐透明，內置油脂余量可見，可人工反復添加潤滑油脂，還可根據(jù)潤滑需要，通過分油器進行多路并聯(lián)，多個位置同步潤滑，單序模具僅需一套加油裝置，提高了潤滑效率。

該新型自動加油裝置為一次性投資，不僅使用成本低，其通用性與實用性也極強。不僅可應用在沖壓模具導向裝置的潤滑，還可應用于其他需要潤滑的工程領域，非常值得推廣。