侧向成形机构的选择和配合原则

由于冲裁弯曲级进模中，弯曲件的种类很多，形状各异，而且不少制件尺寸精度和形位公差要求较高，有的需要侧向弯曲成形，有的需要用侧向轴芯机构弯曲成形，有的需要弯曲后侧向冲孔等。由于压力机滑块运动是垂直上下运动，因而，侧向成形机构一般是通过斜楔和滑块来完成的。

1.斜楔和滑块的设计要求

1）侧向成形机构的设计应保证卷料的顺利送料，并在模具中留有足够的安装空间。

2）应按不同的冲压工艺要求合理选择斜楔、滑块的配合形式，并避免和防止与其他冲压机构产生干涉而影响模具的正常冲压生产。

3）根据先冲裁后成形，先压料后变形的原则，在侧向冲压成形前，卷料必须先完全定位和压紧，侧向冲压成形结束后，侧向冲压机构应先退出冲压工作区，上模随压力机滑块返回上止点，顶料装置托起卷料浮离凹模表面。

图4-49 钝角向上弯曲成形凸、凹模工作部分结构形式

1—卸料板 2—弯曲凸模 3—成形顶块 4—弯曲凹模镶块 5—凹模 6—托料销

图4-50 同一工位冲切向上弯曲一次成形的凸、凹模工作部分结构形式

1—卸料板垫板 2—卸料板 3—推杆 4—弯曲凸模 5—冲切凸模 6—冲切凹模镶块 7—弯曲凹模镶块 8—成形顶块 9—凹模

4）为保证滑块运动可靠，斜楔的有效行程S₁应大于滑块行程S，斜楔角度α一般可取40°。合理的滑块高度H应小于滑块的长度，一般取L=（1.2～2）H，并保证斜楔开始推动滑块时，推力的合力作用线处于滑块长度L之内，如图4-51所示。

2.斜楔和滑块的运动分析

（1）水平运动 图4-52为斜楔和滑块的水平运动，为确保运动平稳可靠，当斜楔开始推动滑块时，斜楔和滑块的斜面接触长度b₁≥b/5，斜楔运行到下止点时，保证a>5mm，可取45°、50°；在行程要求很大，又受到结构限制的特殊情况下，可取55°、60°。α与S/S₁的关系见表4-11。

图4-51 斜楔与滑块尺寸关系

1—挡块 2—滑块 3—斜楔

图4-52 滑块水平运动

1—挡块 2—滑块 3—斜楔 S—滑块行程 S₁—斜楔行程

表4-11 滑块水平运动α与S/S₁的关系

（2）倾斜运动 图4-53所示为斜楔和滑块的倾斜运动，斜楔角度α一般取45°。为了增大滑块行程S，可取50°、60°；在行程要求很大又受到结构限制的特殊情况下，可取65°、70°但必须满足（90°-α+β）≥45°，滑块行程S与斜楔行程S₂的比值

α、β角度与S/S₁的关系见表4-12。

3.斜楔和滑块的受力分析

斜楔和滑块斜面接触状态下的受力情况如图4-54和图4-55所示。

图4-53 滑块倾斜运动

1—挡块 2—滑块 3—斜楔 S—滑块行程 S₁—斜楔行程

表4-12 滑块倾斜运动α、β与S/S₁的关系

图4-54 滑块水平运动受力图

1—斜楔 2—滑块 p—冲压力 p_α—斜楔和滑块之间的正压力 ptanα—压力机滑块所需的压力 α—斜楔角度

图4-55 滑块倾斜运动受力图

1—斜楔 2—滑块 p—冲压力 p_α—斜楔和滑块之间的正压力 psinα/cos（α-β）—压力机滑块所需压力 α—斜楔角度 β—滑块倾斜角度ptan（α-β）—滑块正压力

4.斜楔与滑块配合形式和应用

在冲裁弯曲成形级进模中，使用的斜楔主要有单斜面斜楔、双斜面斜楔和复合斜面；按斜楔与滑块的传动配合面有几段可分为一段配合面、两段配合面和三段配合面，见表4-13。每段配合面的作用分别称为导向限位段、控制冲压行程S段及延时冲压段。

表4-13 斜楔与滑块传动配合面形式和应用

（续）

（续）

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5.侧向冲压滑块的复位

冲裁弯曲成形级进模中，滑块在斜楔作用下侧向冲压后，应及时准确地复位，才能保证卷料自动连续送进，模具持续稳定的冲压。滑块的复位主要有弹性复位和刚性复位两种方式。单斜面斜楔一般采用弹簧复位，双斜面斜楔可采用刚性复位，也可采用弹簧复位，双斜面斜楔可采用刚性复位，也可采用弹簧复位。

斜楔刚性复位动作过程如图4-56所示。图4-56a所示为斜楔与滑块离开时的状态，这种刚性复位有可能使滑块位置移动，为了安全，应再加一个弹簧复位。如采用纯刚性复位，斜楔复位后应如图4-56e所示，即斜楔不能离开滑块。

图4-56b所示为斜楔下行时的状态，斜楔的A面与滑块C面接触后，斜楔继续下行，推动滑块按图中箭头所指方向朝右移动。

图4-56c表示斜楔继续下行后的状态，斜楔A面与滑块C面完全分开，此时，滑块行程为S，若斜楔继续下行，滑块则保持不动。

图4-56d所示为斜楔从下止点开始回升时的状态，斜面B与滑块的D面接触，斜楔继续回升，则推动滑块按箭头所指方向朝左滑动，使滑块回复到原来的起始状态，实现机械强制刚性复位。复位后如图4-56e所示。

图4-56 斜楔刚性复位示意图

1—挡块 2—滑块 3—斜楔

6.侧向冲压装置应用示例

图4-57为侧向冲孔弹压卸料结构示意图。冲孔前将已弯曲好的部分随卷料载体送到凹模固定板11处定位，以保证自动连续送料顺利进行。在凹模固定板11和弯曲毛坯进入接触处应设计有一定斜度作为引导部分。滑块的复位通过双斜面斜楔的机械力刚性强制复位。

图4-58为利用单斜面斜楔对称侧向卷圆示意图。当斜楔11和滑块凹模3的斜面接触，推动滑块对制件进行卷圆，制件成形后，上模回升，滑块在弹簧5的作用下复位，制件随卷料载体在托料销和浮动导料销的作用下浮离凹模平面，以便卷料顺利送进。

图4-57 侧向冲孔弹压卸料结构示意图

1—下模座 2—垫板 3—滑块 4—盖板 5—斜楔 6、18—凸模固定板 7、16—卸料螺钉 8、17—弹簧 9—卸料板 10—凹模镶套 11—凹模镶套固定板 12—凹模板 13—小导柱 14—小导套 15—卸料板

图4-58 单斜面斜楔对称侧向卷圆示意图

1—下模座 2—限位块 3—滑块凹模 4—挡销 5、10—弹簧 6—垫板 7—下型芯 8—压料板 9—卸料螺钉 11—斜楔

图4-59为利用单斜面斜楔对称弯曲成形示意图，图4-59a为排样图，图4-59b为结构示意图。在工位⑤处需要对称地将毛坯向下弯曲90°，下模中的型芯由中心分解成两块活动型芯4，它又兼作滑块。当上模回升后，两块活动型芯在弹簧7的作用下合并在一起，合拼后的两块型芯之间尺寸A₀应小于制件尺寸A，尺寸A₀应满足压弯后能顺利地随卷料载体浮离凹模平面的要求。

冲压开始时，压料板2首先将浮离凹模平面上的卷料载体压住，随后两斜楔5斜面推动活动型芯4上的斜面向外各移动一个行程S，。紧接着压弯凸模1对毛坯进行弯曲，冲压结束后，活动型芯在弹簧7的作用下复位。

下模座上设置的挡块8用于抵消斜楔的侧向力，克服斜楔的弹性变形，对提高弯曲件质量有好处。

图4-59 单斜面斜楔对称弯曲成形示意图

1—压弯凸模 2—压料板 3—弹簧 4—活动型芯兼滑块 5—斜楔 6—限位块 7—复位弹簧 8—挡块

图4-60为双斜面斜楔弯曲成形示意图。用左右各一个斜楔1长的部分先作用于滑块2，推动滑块2向中心滑动的同时，带动活动凹模3向上运动，此时将定位于此的毛坯围绕弯曲型芯4向上预成形，斜楔继续下行，在滑块2处于静止状态后，斜楔1短部分的斜面与活动凹模3接触，斜楔继续下行，使活动凹模3的半圆弧紧紧将制件包在静止状态下的弯曲型芯4上，完成全部弯曲成形工作。

图4-61为冲裁弯曲成形级进模中侧压挤弯工位的结构示意图。弯曲部分要内收45°，斜楔6控制滑动型芯5和摆动凸轮块3实现制件的侧向挤压成形。上模型芯7通过镦压垫板8对制件进行整形加工。

图4-60 双斜面斜楔弯曲成形示意图

1—双斜面斜楔 2—滑块 3—活动凹模 4—弯曲型芯

图4-62为冲裁弯曲成形级进模中剪切弯曲工位的结构示意图。制件在此工位从载体上切断并弯曲成形，弹顶块11件制件顶出。

图4-63为斜楔与滑块均设计在上模的弯曲工位结构示意图。当上模下行时，滑动模块9首先将毛坯压在下模顶件块4上，由于下模顶件块的弹簧力F远大于上模滑动模块弹簧力Q，卸料板的弹簧力G又大于F，因而，滑动模块9首先回升，并在斜楔8的作用下做侧向运动。当滑动模块9与A面接触后，侧向运动停止。上模继续下行，下模顶件块4被压下，毛坯开始进行弯曲，直至几个活动分型面镦实后，制件完成整个成形过程。

图4-61 侧压挤弯工位的结构示意图

1—支板 2—拉簧 3—凸轮块 4—轴 5—滑动型芯 6—斜楔 7—上模型芯 8—垫板 9—上模座 10—卸料螺钉 11、17—弹簧 12—垫板 13—固定板 14—盖板 15—限位挡块 16—螺塞 18—下模座

图4-62 剪切弯曲工位的结构示意图

1—下模座 2—切断凹模 3—压弯凹模 4—切断凸模 5—压料板 6—导正销 7—压弯凸模 8—挡块 9—压弯凸模 10—斜楔 11—弹顶块 12—弹簧

图4-64为冲裁弯曲成形级进模中，常用的侧向抽芯机构之一示意图。其结构特点是：芯轴和斜滑块分为两部分，芯轴11是在可以浮动的芯轴座13上进行滑动，斜滑块3的前端装上一块淬硬的挡块7，对芯轴进行冲击运动。芯轴在芯轴座的带动下，既做上下运动，又在斜滑块的冲击下做水平运动，从而满足弯曲成形抽芯运动的要求。

图4-63 斜楔与滑块均设计在上模的弯曲工位结构示意图

1—螺塞 2—弹簧芯柱 3、6、10—弹簧 4—顶件块 5—导正销 7—卸料螺钉 8—斜楔 9—滑动模块 11—推杆 12—导向板 13—弹压卸料板 14—斜导滑块 15—凹模板 16—凹模镶块

图4-64 侧向芯轴抽芯机构示意图

1—垫板 2—挡块 3—斜滑块 4、10、20—弹簧 5—轴承 6—轴 7—挡块 8—斜楔 9—固定板 11—芯轴 12—压块 13—芯轴座 14—芯轴 15—螺母 16—凸模 17—凹模镶块 18—弹顶销 19—凹模板 21—螺塞

图4-65为又一常用侧向抽芯机构示意图，在冲裁、弯曲成形级进模中，当卷料定位压紧后，该工位设置的活动成形抽芯4首先侧向送入模具，然后设在卸料板内的成形镶块2进行卷圆（或压弯）成形，卷圆（压弯）结束后，待成形镶件随卸料板先离开后，再侧向抽出型芯。这样，侧向抽芯运动的延时给同一模具其他冲压动作留出了时间差，冲压行程延时配合用斜楔最适合于侧向弯曲、成形、抽芯等加工。冲压行程中延时长短由L的长度所决定。