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带有缓冲装置的压件器结构可以有效降噪减振
在汽车工业竞争日趋激烈的今天,国内汽车制造业也在迅速发展,模具是实现汽车零件大批量生产的重要装备。汽车大部分零件都是用模具加工制造的,其中很多零部件的制造通过冲压实现。冲压生产过程中,高频次的振动不可避免,振动不仅会影响模具结构的强度,还会产生噪音恶化工作环境,使操作人员容易感到疲劳,导致误操作引起事故。因此模具结构需不断改进以提升质量,才能满足模具工业进步的需求。

由于汽车覆盖件的形状复杂,需多工序加工完成,如修边、冲孔、翻边、整形、电动推杆等。这些工序都要使用压件器压住制件后再进行加工。目前,汽车覆盖件成形模具上广泛使用压件器的结构(见图1),其工作方式为:当加工工序结束后,上模随着机床滑块上行,压件器在受到弹簧的压力作用下保持不动,由于侧销组件固定于上模座上,侧销和上模座随着滑块一起上行,侧销与侧销支撑腿的距离会越来越近,当机床滑块上行一定距离后,侧销与侧销支撑腿发生瞬间碰撞,产生碰撞噪音,撞击后侧销将压件器带起,压件器与下模制件脱离。
由于各工序加工内容不同,对压件器压住制件所需压力的大小也不同,压件器压力越大释放的反作用力也越大,反作用力作用于压件器,瞬间撞击产生的噪音也就越大,影响侧销支撑腿的使用寿命。此外,压件器的质量越大,撞击产生的相互作用力也越大,也会严重影响模具的使用寿命。
噪音是侧销与侧销支撑腿高速撞击引起振动产生的,振动会影响模具的使用寿命,可通过优化模具结构避免侧销与侧销支撑腿在冲压过程中高强度的撞击,减小对模具零件造成的损坏。减小振动和降低噪音可从振源和传播途径2个方面采取措施,主要有吸振法和隔离法2种方式。吸振法是在振源周围的有限空间内设置吸收振动、噪音的装置或材料以达到减振降噪的目的;隔离法是在振动、噪音传播途径中设置障碍物进行阻挡使其不能直接通过。由于隔离法只是在传播过程中起到降低噪音的作用,并不能减轻侧销与侧销支撑腿的撞击,对延长模具的使用寿命起不到作用。主要考虑采用吸振法来解决噪音和振动的问题,即在压件器与侧销之间增加缓冲装置,以避免侧销组件和侧销支撑腿直接接触产生高强度撞击,达到减振降噪的效果。
带有缓冲装置的压件器结构
为了降低侧销与侧销支撑腿撞击产生的噪音,提高模具的使用寿命,在侧销支撑腿处增加缓冲装置,以下介绍带有缓冲装置的压件器具体结构和工作原理。

带有缓冲装置的压件器的结构
带有缓冲装置的压件器结构如图所示,由螺钉、侧销支撑腿、缓冲块等组成。缓冲块3的材料为柔性材质聚氨酯,呈圆柱形,其下端加工成与侧销接触的圆柱面大小的豁口,方便侧销与缓冲块接触后可以随形贴合,同时也保证了缓冲块受到外力作用时有足够的接触面积可以压缩。在侧销支撑腿的正面加工具有一定尺寸要求的螺钉安装孔,并在缓冲块上也加工相应尺寸的限位螺钉孔,两孔在装配时需保证处于同一中心线位置。侧销支撑腿处还需加工与缓冲块有配合公差要求的安装孔,为防止缓冲块在侧销支撑腿内部旋转、脱落,缓冲块安装在侧销支撑腿安装孔后用螺钉紧固。
带有缓冲装置的压件器的工作过程
缓冲块的压缩状态
加工工序完成时,上模座随着机床滑块上行,侧销组件跟随上模一起上行,压件器在弹簧压力的作用下保持不动,随着侧销不断上行并逐渐接近缓冲块,当机床滑块上行一定距离后,弹簧压力突然释放,压件器所受外力作用消失,此时侧销与缓冲块开始接触,机床滑块继续上行,缓冲块被侧销挤压后开始压缩,压缩到一定状态后停止,接着压件器和缓冲块随着侧销一起上行,上行后压件器脱离下模制件,与上模座一起上行至机床滑块的上死点,如图4所示。在缓冲块与侧销接触过程中,由于缓冲块为柔性材质,被撞击后柔性材质压缩过程中吸收了大量侧销的撞击动能,降低了刚性碰撞产生的噪声。整个过程通过缓冲块的压缩变形避免了刚性部件的直接接触,消除了压件器的噪音,延长了模具的使用寿命。