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[翼子板] 磁力轮结构在翼子板开卷落料模中的应用

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发表于 2015-7-5 10:50:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
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磁力轮结构在翼子板开卷落料模中的应用

磁力轮结构在翼子板开卷落料模中的应用

        本文讲述了一种新机构,可以解决有侧出件的开卷落料模送料过程中由于送料步距过长而导致的料片塌陷的难题。
        随着汽车模具行业的发展、CAE分析技术的成熟,加之开卷落料模不仅速率快,而且经过合理的排样可以大大提高材料的利用率,越来越多的采用开卷落料模来获得制件的拉延板料。翼子板开卷落料模具是一种特殊的排样形式,需要采用从机床前方和侧面同时排出制件的形式,所以设计时出现了一些新的困难。
        排样
        因为开卷落料模具需要按照级进模的形式设计,这就需要对落料线进行排样设计,一个合理的排样形式可以大大地提高材料的利用率,从而有效地降低成本。排样设计的原则为:
        1.“废料切除法+切断”,尽量采用少、无废料排样;
        2.工步最好能2~3步完成;
        3.考虑制件的要求,坯料堆垛后,送冲压线不要再翻转;
        4.废料排出通畅(最好为一件一排),废料(分大小)和坯料分道有序排出。
        图1和图2是两种排样形式的比较,从中不难看出,图1排样的材料利用率(73%)要远远低于图2的材料利用率(94%)。
       

磁力轮结构在翼子板开卷落料模中的应用

磁力轮结构在翼子板开卷落料模中的应用

        通过对翼子板料片形状的分析后,可以采用如图3形式的排样,这是一种无废料的排样形式。
        模具结构设计
        1.排样分析
        排样形式确定下来后进行落料模具的结构设计,通过分析这个排样,发现料片在送料方向上跨度较大(1100mm),因为制件要从机床的送料方向和机床的前侧各出一件,这就导致制件的送料步距很长,在送料的过程中制件在悬空的区域出现塌陷。目前抑制制件塌陷的方法不多,传统的方法是在模具的前后两侧加斜楔托料装置进行托料(见图4),但是这种方法只能够将料片的两端托起,对中部塌陷的抑制作用不大(见图5)。
       

磁力轮结构在翼子板开卷落料模中的应用

磁力轮结构在翼子板开卷落料模中的应用

        图4  斜楔托料方式

        2.解决料片塌陷问题的思路
        对于翼子板料片塌陷问题,传统的办法不能够完全解决,因此只能另辟新径。通过分析发现,如果要抑制住料片中部塌陷,必须在送料过程中,给料片的中间一个支撑力,使其保持水平。那么这个力如何产生?最初从两个方向考虑:在料片中部的下方增加一个托料的装置,使其在送料过程中支撑料片或者在料片的上方增加一种装置,这种装置能够产生磁力,在送料过程中吸住料片,使其保持水平。最后通过分析发现:第一个方案有一个很大的缺陷,就是因为要侧出料,那么在料片下方增加的托料装置会阻挡住料片滑出的方向(见图6)。
       

磁力轮结构在翼子板开卷落料模中的应用

磁力轮结构在翼子板开卷落料模中的应用

        因此,应用第二个方案,下一步思考磁力的来源。答案无疑就是磁铁,但是单纯的磁铁显然不行,因为开卷落料模在开卷线上生产,开卷线的送料速度非常快,如果是单纯的磁铁,会产生很大的阻力,同时也会对制件产生划痕。那么怎样才能减小阻力呢?众所周知,如果将滑动摩擦改为滚动摩擦,将会大大降低摩擦力,因此可以将磁铁做成轮子的形式,这就是——磁力轮。
        3.磁力轮结构
        要实现通过磁力轮实现吸附板料的目的,首先,将一个个的磁力轮串联成一个整体,我们称它为磁力轮条。其次,将这样的磁力轮条并联起来做成一个整体。再次,将由磁力轮条组成的机构安装在模具的下模座上,料片从磁力轮条的下方通过。
       

磁力轮结构在翼子板开卷落料模中的应用

磁力轮结构在翼子板开卷落料模中的应用

        这样在料片运送过程中,磁力轮可以将料片的中部吸住,使其保持水平状态不塌陷,并且不会影响送料的速度和侧面滑料,这样,遏制料片中部塌陷的目的就达到了。
        但是随之而来的问题是:当料片被切断后,因为磁力轮的吸附而无法下落。为解决这个问题,我们可以在上模座上增加一个顶料的装置,当料片被切断后,用这个顶料装置将料片顶下,一般采用聚氨酯块顶料,因为翼子板为外板件,防止划伤板件(见图7)。到此为止,整个磁力轮装置就完成了。
          
效果验证
        翼子板开卷落料模采用磁力轮结构是一种前所未有的创新,是否能够如预期的那样,达到抑制板料塌陷的目的,还需要实际模具的验证,通过跟踪翼子板开卷落料模的生产过程和调试过程,发现模具的运行情况良好,能够达到我们想要的目的,模具在开卷线上的调试过程中,送料速度可以达到15次/min,基本上能够满足生产线的需要。所以,总体来说,模具设计制造的比较成功。
        结语
        磁力轮装置在开卷落料模中的应用是一次有益的尝试,通过这次实践,为我们以后设计类似模具提供了宝贵的经验,对于采用侧出件形式排样,且步距较大的开卷落料模,都可以借鉴这种结构。
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