文/陳強(qiáng)民，井振海，時(shí)立國(guó)，楊妍·葫蘆島錦華精密鍛造有限公司

汽車萬(wàn)向節(jié)C/V外環(huán)擠壓模具的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

文/陳強(qiáng)民，井振海，時(shí)立國(guó)，楊妍·葫蘆島錦華精密鍛造有限公司

陳強(qiáng)民，總經(jīng)理，從事汽車零部件鍛造毛坯及相關(guān)行業(yè)的設(shè)計(jì)開發(fā)二十余年。

針對(duì)葫蘆島錦華精密鍛造有限公司（以下簡(jiǎn)稱錦華鍛造）生產(chǎn)的C/V外環(huán)加工成形中存在的難點(diǎn)，分析目前所使用的擠壓模具結(jié)構(gòu)中存在的模具加工困難、模具壽命低等問題，提出了模具改進(jìn)措施。改進(jìn)后的模具將凹模的結(jié)構(gòu)形式由原來(lái)的整體式結(jié)構(gòu)改變?yōu)榉煮w式結(jié)構(gòu)。通過(guò)試模證明，該模具生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品滿足顧客要求，模具壽命也由原來(lái)約2400件增加到現(xiàn)在約3600件。

錦華鍛造從1999年開始生產(chǎn)轎車類等速萬(wàn)向節(jié)C/V外環(huán)產(chǎn)品鍛件毛坯，如圖1所示。C/V外環(huán)產(chǎn)品是轎車驅(qū)動(dòng)軸總成的一個(gè)重要零件，受工藝水平和公司生產(chǎn)條件的影響，此類產(chǎn)品在原來(lái)設(shè)計(jì)時(shí)，凹模模具采用整體式設(shè)計(jì)，其內(nèi)型腔不易加工，且由于凹模局部磨損造成整體模具都報(bào)廢。

改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，將凹模的結(jié)構(gòu)形式由原來(lái)的整體式結(jié)構(gòu)改變?yōu)榉煮w式結(jié)構(gòu)，即將容易磨損的凹模頭部與凹模桿部分開，不僅能節(jié)約模具用料，還能縮短模具制造周期，提高模具的質(zhì)量和使用壽命，而且還降低了產(chǎn)品成本、提高了產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為新產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場(chǎng)打下了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。圖2所示的為C/V外環(huán)鍛件外形工步圖。

圖1 等速萬(wàn)向節(jié)C/V外環(huán)產(chǎn)品鍛件毛坯

圖2 鍛件外形工步圖

原模具結(jié)構(gòu)分析

原凹模模具如圖3所示，型腔較深、凹模頭部臺(tái)階較多時(shí)，機(jī)加工非常困難，并且凹模內(nèi)腔的表面粗糙度也難以保證，在生產(chǎn)鍛造過(guò)程中，局部磨損會(huì)造成模具整體報(bào)廢，降低模具使用壽命，浪費(fèi)模具材料，增加產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

優(yōu)化后模具結(jié)構(gòu)分析

改進(jìn)后模具如圖4、5所示，優(yōu)化了模具結(jié)構(gòu)。將易于磨損的頭部與不易磨損的桿部分成2部分，如圖4a和圖4b所示的擠壓凹模的上、下模塊，又將上下模塊分成模套和模芯2部分，如圖4中1、2、3、4所示，當(dāng)更換模具時(shí)，不需要更換上模套和下模套，只需要更換模芯即可，達(dá)到降低模具制造成本的目的。通過(guò)將整體結(jié)構(gòu)的模塊設(shè)計(jì)成由模套和模芯嵌套的分體式結(jié)構(gòu)，使位于外側(cè)的模套既保留了高的抗熱裂性、耐熱疲勞抗力和抗高溫磨損能力，在經(jīng)受激冷、激熱時(shí)不易形成裂紋，以及形成的裂紋不易擴(kuò)展，避免模具失效。位于模套內(nèi)的模芯具有高的抗熱軟化能力和較高的耐沖擊力，保證模塊整體強(qiáng)度和耐壓性，提高了模塊的使用壽命。

圖3 原凹模模具及裝配圖

圖4 改進(jìn)后的凹模

圖5 分體式模具裝配圖

小批試制

優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)后，于2011年5月12～20日在800t生產(chǎn)線上試制了35M-17的分體模具，共生產(chǎn)產(chǎn)品9050件。5月20～27日試制了36M-20分體模具，共生產(chǎn)產(chǎn)品9214件。

模具裝配

此兩種產(chǎn)品凹模上模塊（圖4a）和下模塊（圖4b）的組裝需要在500t油壓機(jī)上進(jìn)行，凹模模具與外模套的組裝在1t模鍛錘上完成，分體模具使用狀態(tài)見表1。

整體模具35M-17和36M-20的凹模壽命約3000件，生產(chǎn)約9200件左右需要用3套凹模，而用分體模具僅使用一套模具即可滿足生產(chǎn)要求。由于模具壽命的提高，減少了工人更換模具的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

改進(jìn)后的模套和模芯為過(guò)渡配合，配合精度高，模具的加工選用精度好的數(shù)控車床進(jìn)行加工，既保證了模具配合精度，又提高了模具加工質(zhì)量，降低了產(chǎn)品廢品率，縮短了模具制造周期。

改進(jìn)效果

材料成本方面

模具材料費(fèi)用有了明顯的下降，起到了節(jié)約成本的目的，具體材料費(fèi)用的減少金額見表2。

2012年1～11月共計(jì)生產(chǎn)產(chǎn)品636859件，整體模具按照壽命為3000件計(jì)算，需要共計(jì)212套模具，而改進(jìn)成分體模具后，按照壽命為3500件計(jì)算，共計(jì)需要181套，累計(jì)節(jié)約模具材料費(fèi)用268060元。

模具壽命方面

從2012年開始，錦華鍛造對(duì)C/V外環(huán)類產(chǎn)品全部采用分體式工裝進(jìn)行生產(chǎn)。2012年上半年，模具壽命由2011年的預(yù)成形凹模由原來(lái)的2200件，提高到3100多件；終成形凹模由原來(lái)的2700件，提高到3800多件。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，2012年1～11月共計(jì)生產(chǎn)C/V外環(huán)類產(chǎn)品636859件，共計(jì)節(jié)約成本222900.65元。具體模具壽命的提高數(shù)據(jù)見表3。

■ 表1 分體模具的使用狀態(tài)

■ 表2 材料費(fèi)用的減少金額

■ 表3 模具壽命提高數(shù)據(jù)

產(chǎn)品質(zhì)量

2011年，錦華鍛造采用整體式模具生產(chǎn)C/V外環(huán)類產(chǎn)品的數(shù)量為730087件，其中廢品的數(shù)量為1464件，廢品率為0.20%；2012年1～11月，采用分體式模具生產(chǎn)C/V外環(huán)類產(chǎn)品的數(shù)量為636859件，廢品數(shù)量為1132件，廢品率為0.183%。由此可以看出，廢品率降低了0.017%，如圖6所示。

圖6 2011年與2012年1～11月廢品率對(duì)比圖

生產(chǎn)效率

由于模具壽命的提高，減少了更換模具的時(shí)間，生產(chǎn)效率有了很大提高，班產(chǎn)量由1400件提高到了1800件左右。C/V外環(huán)擠壓模具結(jié)構(gòu)改成分體式以后，產(chǎn)品質(zhì)量完全可以滿足顧客要求，模具材料費(fèi)用降低，模具的使用壽命有所提高，降低了產(chǎn)品成本，節(jié)省了更換模具的時(shí)間，在模具的拆裝和搬運(yùn)過(guò)程中，也降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

結(jié)束語(yǔ)

2012年1～11月共計(jì)生產(chǎn)C/V外環(huán)類產(chǎn)品636859件，共計(jì)節(jié)約成本222900.65元，廢品率從0.2%降低到0.183%，產(chǎn)品質(zhì)量有了提高，工作效率提高了28%。隨著近兩年來(lái)，C/V外環(huán)產(chǎn)品訂單數(shù)量逐漸增多，分體模具結(jié)構(gòu)的工藝改進(jìn)，使公司在模具消耗、產(chǎn)品成本、供貨周期等方面更有競(jìng)爭(zhēng)力，更有利于公司爭(zhēng)取更多的市場(chǎng)份額，迅速發(fā)展壯大。