文/曾新橋·衡陽技師學(xué)院

鋼板彈簧座沖孔模及剛性卸料設(shè)計(jì)

文/曾新橋·衡陽技師學(xué)院

某車型鋼板彈簧座零件圖（圖1），材料為Q235A，厚度為6mm。鋼板彈簧座在汽車上對(duì)鋼板彈簧主要起定位和支承作用，彈簧座上的孔與鋼板彈簧上的銷子是間隙配合。另外，鋼板彈簧有一個(gè)斜角，鋼板彈簧上孔的大小和位置度的精度直接影響鋼板彈簧的定位安裝。早期同類產(chǎn)品的沖孔模具大都是彈性卸料裝置，采用先沖孔，以孔定位再成形的工藝生產(chǎn)。這種工藝生產(chǎn)的定位孔易變形成橢圓形，會(huì)導(dǎo)致工件成形后取出困難，且孔的位置度也達(dá)不到圖紙要求，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)效率低，模具故障率高，操作不方便。為改變現(xiàn)狀，公司決定改變工藝方案，即先沖大孔定位、成形后再?zèng)_小孔并采用剛性卸料裝置。由圖1可知該工件的特點(diǎn)是孔的尺寸和位置精度要求較高，經(jīng)過對(duì)模具和工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，解決了上述問題，并取得了一定成效。

圖1 鋼板彈簧座零件尺寸及精度

工藝流程

鋼板彈簧座（圖2）沖壓工藝流程改為在成形前先鉆一小孔，成形后，進(jìn)行沖孔、擴(kuò)孔。通過定位座鋼板剛性卸料，不需要彈簧或橡膠進(jìn)行卸料。根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)設(shè)計(jì)專用沖模，既能有效確保產(chǎn)品質(zhì)量，又能大大提高生產(chǎn)效率。

圖2 鋼板彈簧座

圖3 上模結(jié)構(gòu)

沖裁設(shè)備選擇

通過計(jì)算，整套模具沖兩孔總沖裁力為65t。由于材料較厚，考慮安全性因素，剛性卸料裝置選擇100t油壓機(jī)比較適合。

凸、凹模刃口尺寸設(shè)計(jì)

此模具沖孔凸、凹模采用配合加工方式，沖頭大小與產(chǎn)品尺寸一致，為保證產(chǎn)品沖孔尺寸可靠性，沖孔時(shí)以凸模尺寸為準(zhǔn)，與產(chǎn)品尺寸相同，凹模尺寸在原凸模上放大0.60～0.65mm。

結(jié)構(gòu)及工作原理

⑴模具，上模包括模柄、上模座、內(nèi)六角螺栓M12、固定銷、導(dǎo)套、凸模固定板、沖頭凸模I、沖頭凸模II，如圖3所示。下模包括下模座、導(dǎo)柱、定位座剛性卸料板、凹模、固定銷、內(nèi)六角螺釘M10、定位板、固定螺栓M8，如圖4所示。

圖4 下模結(jié)構(gòu)

⑵模具采用雙導(dǎo)套、雙導(dǎo)柱模架。上下模座均采用45鋼。淬火硬度控制在32～35HRC。導(dǎo)套一端緊配于上模座兩端中，導(dǎo)套內(nèi)孔與下模座的導(dǎo)柱滑配，導(dǎo)柱另一端緊配于下模座中，導(dǎo)套、導(dǎo)柱材料均采用20鋼，淬火硬度控制在40～45HRC，其中導(dǎo)柱表面采用滲碳處理，加工上模座的導(dǎo)套孔和下模座的導(dǎo)柱孔時(shí)應(yīng)與導(dǎo)套、導(dǎo)柱配合完成。另外，在上模座中配有用于對(duì)準(zhǔn)機(jī)床中心模柄，采用45鋼調(diào)質(zhì)材料。

圖5 生產(chǎn)現(xiàn)場

⑶模具沖兩孔同時(shí)進(jìn)行，剛性卸料。首先把產(chǎn)品安裝在下模座上的凹模上、通過下模座中的凹模和定位板定位，凸、凹模合模后，上模座的導(dǎo)套內(nèi)孔與下模座的導(dǎo)柱滑配定好模具位置，對(duì)好機(jī)床中心后，打好壓板，方可進(jìn)行試沖運(yùn)動(dòng)。上模座的沖頭凸模I和沖頭凸模II緊配于上模中的凸模固定板中，凹模用內(nèi)六角螺釘固定于下模座上，模柄緊配于上模座上，凸模固定板用內(nèi)六角螺釘固定于上模座上，定位板、凸模固定板材料均采用45鋼，調(diào)質(zhì)處理。凸、凹模材料采用Cr12MoV，配合加工、淬火硬度控制在56～60HRC間。

⑷在模具的下模座中間配有定位剛性卸料板，用于沖孔后進(jìn)行卸料，這樣方便卸料、取料。材料采用45鋼，淬火硬度控制在32～38HRC間。

⑸模具安裝到相匹配的沖床上，使模具壓力中心與機(jī)床的中心重合，調(diào)節(jié)模具閉合高度和機(jī)床的沖力，模具采用后置式導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)，方便操作和保障安全。沖孔凸模通過螺釘固定在上模固定板上，沖頭上部墊上墊板，便于維護(hù)、更換；沖孔凹模通過凹模固定板固定在下模板上，凹模上方設(shè)置卸料板。工作時(shí)，工件從卸料板與卸料板間的縫隙裝入，卸料板與凹模頂面之間的間隙要大于工件的厚度，方便工件裝取。剛性卸料裝置的好處是結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，模具故障率降低，產(chǎn)品質(zhì)量易于保證，生產(chǎn)效率高。生產(chǎn)現(xiàn)場如圖5所示。

結(jié)束語

根據(jù)修改后的工藝方案設(shè)計(jì)沖孔剛性卸料模具，在使用過程中發(fā)現(xiàn)：模具結(jié)構(gòu)簡單、制造費(fèi)用低、安全性能好、維護(hù)維修方便、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高，尤其是采用剛性卸料裝置卸料更為方便、快捷。在一年的使用過程中，技術(shù)人員統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量狀況，產(chǎn)品2孔的尺寸和位置精度均能達(dá)到圖紙要求，生產(chǎn)效率較使用彈性卸料裝置同類產(chǎn)品提高了40%，模具故障率下降了30%，產(chǎn)品時(shí)間縮短了20%。因此，采用新模具生產(chǎn)不僅提升了產(chǎn)品質(zhì)量，而且大大提高了生產(chǎn)效率，在同類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。