一种紧凑型高刚性斜楔机构的制作方法

本发明涉及高刚板冲压成型技术领域，特别涉及一种紧凑型高刚性斜楔机构。

背景技术：

近十年来，随着汽车产业的高速发展，以全球节能、低碳、减排为主旨的汽车轻量化，成为汽车工业发展的重要课题。全球各大主机厂都在车身轻量化上给足力气、下大功夫，其中的碳纤维、铝合金和高刚板，成为汽车轻量化的主要研究方向。

汽车车身中，如A、B、C柱、防撞梁、前后保险杠等重要的车身结构件，为适应轻量化要求，多采用抗拉强度800Mpa以上的高刚板。而传统的斜楔机构的冲压能力应对抗拉强度500MPa以下的钢板尚可，面向高刚板的冲压，则由于斜楔机构自身的强度和卸料能力的不足，使得高刚板的冲孔修边的效率不高，无法与正常的板金冲压形成同步。

上述这种传统的斜楔机构在冲压力领域，尤其是汽车冲压领域已广泛应用近百年，面对高刚板冲压，传统斜楔机构有如下不足：机构的主体部件的驱动块、滑块座、滑块等多选用铸铁材料，其材料的强度等级无法突破抗拉强度800MPa以上，那么这个斜楔机构在完成冲压工艺的抗载荷冲击的能力就受到很大局限。

传统斜楔机构的润滑方式，多采用无给油方式，即：通过在摩擦副的滑动面上设置石墨孔添加石墨并浸油处理。这样，拷摩擦副的相对滑动，产生的热量使得浸在石墨孔隙中的饱和油分子溢出，起到一定的润滑作用。但毕竟浸油处理的石墨孔隙中的油分子有限，使用到一定冲次后，润滑效果会变得不如从前，摩擦面受损加剧，加快斜楔机构的早期失效。

又由于在摩擦副上开了若干石墨孔，势必对摩擦副个体强度产生影响，这也是使得传统斜楔机构应对高刚板冲压工艺的不足之处。

传统的斜楔机构，对于起到自定心作用的V型导板和滑块的V型面，角度设计通常为120°，这样施加在两个V型面上的弯矩，相对于较大角度设计的V型面要大，并且耐受的面压相对小，这也是造成滑块早期失效的主要原因。

技术实现要素：

为了克服以上传统斜楔机构应对高刚板冲压的不足之处，本发明的目的是提供一种能适用高刚板冲压成型技术的紧凑型高刚性斜楔机构。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种紧凑型高刚性斜楔机构，其特征在于：滑块座上连接上滑板与挡板，滑块上连接紧凑型强力氮气弹簧，滑块座与滑块通过两个侧滑板连接构成斜楔机构的执行单元；V型导板与驱动块连接构成斜楔机构的驱动单元；驱动单元通过反楔拉板与执行单元连接，并驱动执行单元实现紧凑型斜楔机构对高刚板的冲压；

所述侧滑板与滑块的滑动配合处采用半圆结构进行优化处理，侧滑板上设置注油口，注油口上对应安装注油嘴，通过注油嘴给油到侧滑板与滑块的互动配合处；

所述滑块座上设置注油口，注油口上对应安装注油嘴，位于滑块座与滑块之间的上滑板上设有对应注油嘴和滑块顶面油槽的横孔和纵孔，通过注油嘴注入润滑油，经过横孔和纵孔到油槽内，实施对滑块与滑块座上的上滑板的滑动润滑；

所述滑块上设置注油口，注油口上对应安装注油嘴，在滑块的侧面开出分别对应注油嘴和V型导板上油槽的横孔和纵孔，通过注油嘴注入润滑油，经过横孔和纵孔，实施对滑块与驱动块上的V型导板的滑动润滑。

所述滑块座、滑块和驱动块均采用高刚性材料。

所述高刚性材料为42CrMo或45#钢或35CrMoV或40Cr。

所述油槽均为双环形油槽，两环相连呈8字型。

所述V型导板和滑块的滑动面均呈V型，角度为130°~150°。

本发明的优点在于：使用高刚性材料作为斜楔机构的主体材料，显著提高机构的刚性达2倍以上；注油口和双环状油槽设计，显著降低摩擦副间的摩擦系数；侧滑板与滑块的滑动配合处采用半圆结构进行优化处理，同时V型导板角度设计增大，显著提高机构刚性。

附图说明

图1为传统斜楔机构爆炸示意图。

图2为传统斜楔机构的滑块座轴侧图。

图3为传统斜楔机构的滑块轴侧图。

图4为传统斜楔机构的驱动块轴侧图。

图5为传统斜楔机构的V型导板轴侧图。

图6为传统斜楔机构的侧滑板轴侧图。

图7为传统斜楔机构整体结构图。

图8为本发明的一种紧凑型高刚性斜楔机构爆炸示意图。

图9为本发明的一种紧凑型高刚性斜楔机构的滑块座轴侧图。

图10为本发明的一种紧凑型高刚性斜楔机构的滑块轴侧图。

图11为本发明的一种紧凑型高刚性斜楔机构的侧滑板与滑块的滑动配合处采用半圆结构的轴测图。

图12为本发明的一种紧凑型高刚性斜楔机构的驱动块轴侧图。

图13为本发明的一种紧凑型高刚性斜楔机构的V型导板轴侧图。

图14为本发明的一种紧凑型高刚性斜楔机构的侧滑板轴侧图。

图15为本发明的一种紧凑型高刚性斜楔机构的上滑板轴侧图。

图16为本发明的一种紧凑型高刚性斜楔机构的整体结构图。

图中：1-滑块座；1-1-注油口；2-滑块；2-1-注油口；3-驱动块；4-上滑板；5-V型导板；6-紧凑型强力氮气弹簧；7-侧滑板；7-1-注油口；8-挡板；9-反楔拉板；10-1-注油嘴；10-2-注油嘴；10-3-注油嘴；11-油槽；12-半圆结构；1’-滑块座；2’-滑块；3’-驱动块；4’-上滑板；5’-V型导板；6’-弹簧或通用氮气弹簧；7’-侧滑板；8’-挡板；9’-反楔拉板；10’-注油嘴；11’-石墨柱。

具体实施方式

实施例1

如图8-16所示，一种紧凑型高刚性斜楔机构，滑块座1上连接上滑板4与挡板8，滑块2上连接紧凑型强力氮气弹簧6，滑块座1与滑块2通过两个侧滑板7连接构成斜楔机构的执行单元；V型导板5与驱动块3连接构成斜楔机构的驱动单元；驱动单元通过反楔拉板9与执行单元连接，并驱动执行单元实现紧凑型斜楔机构对高刚板的冲压。滑块座1、滑块2和驱动块3均采用高刚性的材料42CrMo，V型导板5和滑块2的滑动面均呈V型，角度为130°；

所述侧滑板7与滑块2的滑动配合处采用半圆结构12进行优化处理，侧滑板7上设置注油口7-1，注油口7-1上对应安装注油嘴10-3，通过注油嘴10-3给油，油顺着侧滑板7内壁，流入到侧滑板7的挂台上，与滑块2的滑动配合处，实施滑动润滑；

所述滑块座1上设置注油口1-1，注油口1-1上对应安装注油嘴10-1，位于滑块座1与滑块2之间的上滑板4上设有对应注油嘴10-1和滑块2顶面油槽11的横孔和纵孔，油槽11为两环相连呈8字型的双环形油槽，通过注油嘴10-1注入润滑油，经过横孔和纵孔到油槽11内，实施对滑块2与滑块座1上的上滑板4的滑动润滑；

所述滑块2上设置注油口2-1，注油口2-1上对应安装注油嘴10-2，在滑块2的侧面开出分别对应注油嘴10-2和V型导板5上油槽11的横孔和纵孔，油槽11为两环相连呈8字型的双环形油槽，通过注油嘴10-2注入润滑油，经过横孔和纵孔，实施对滑块2与驱动块3上的V型导板5的滑动润滑。

本发明的几个关键结构或特征如下：

（1）更换传统斜楔机构（图1）主要部件的滑块座1’、滑块2’和驱动块3’的材料，由铸铁材料更换成高刚性材料，抗拉强度得到显著提升，经过计算机仿真分析和耐久性试验，整套机构的刚度提升2倍以上，实际的冲压工艺载荷达到3倍以上；

（2）优化传统斜楔机构（图1）的侧滑板7’和滑块2’的滑动配合处的结构，经过半圆化处理，形成本发明的高刚性斜楔机构（图8）的侧滑板7和滑块5的优化结构，使得侧滑板7和滑块5在相对滑动中和载荷冲击时的应力集中得到有效缓解，计算机仿真分析的结果表明，应力承受能力提高到2倍以上；

（3）改变传统斜楔机构（图1、图7）侧滑板7’和滑块2’相对滑动的无给油式润滑方式，本发明的高刚性斜楔机构（图8、图14）的侧滑板7和滑块2相对滑动的润滑方式为给油式，摩擦系数显著降低，耐久性显著增强；

（4）改变传统斜楔机构（图1、图7）的滑块2’与滑块座1’、滑块2’与驱动块3’的石墨孔无给油式润滑方式，本发明的高刚性斜楔机构（图8、图14）的滑块2与滑块座1、滑块2与驱动块3的润滑方式为双环形油槽给油式，摩擦系数显著降低，耐久性显著增强；

（5）改变传统斜楔机构（图1、图7）的V型导板5’等石墨孔无给油润滑方式，本发明为注油嘴给油式润滑方式，原先的由于开石墨孔而造成的V型导板5’、滑块2’、侧滑板7’和上滑板4’等的强度损失得到有效补偿，使得本发明高刚性斜楔机构（图8、图14）的上滑板4、侧滑板7、滑块2、V型导板5的刚性得到显著提高；

（6）V型角度设计，改变了传统斜楔机构（图1、图7）V”型滑动面角度120°的设计，在保证自定心效果的前提下，适当增大V型角度至130°~150°，如此减小了“V”型滑动滑动面的面压，降低了作用在滑块2上V型滑动面的弯矩，以此增大滑块2的刚性。

（7）紧凑型强力氮气弹簧6的设置，使得本发明的高刚性斜楔机构（图8、图14）的复位力、卸料力相比传统斜楔机构（图1、图7）的矩形螺旋弹簧或者通用氮气弹簧6’显著增大，使得机构复位顺畅、卸料可靠，尤其适用于高刚板冲孔、修边和局部成形等冲压工艺中退料和卸料。

实施例2

本实施例中所述的一种紧凑型高刚性斜楔机构的各部分结构与连接关系均与实施例1中相同，不同的技术参数为：滑块座1、滑块2和驱动块3均采用高刚性的材料45#钢；V型导板5和滑块2的滑动面均呈V型，角度为135°。

实施例3

本实施例中所述的一种紧凑型高刚性斜楔机构的各部分结构与连接关系均与实施例1中相同，不同的技术参数为：滑块座1、滑块2和驱动块3均采用高刚性的材料35CrMoVr；V型导板5和滑块2的滑动面均呈V型，角度为140°。

实施例4

本实施例中所述的一种紧凑型高刚性斜楔机构的各部分结构与连接关系均与实施例1中相同，不同的技术参数为：滑块座1、滑块2和驱动块3均采用高刚性的材料40Cr；V型导板5和滑块2的滑动面均呈V型，角度为150°。

上述实施方式仅用来解释本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。