文/曾新橋·衡陽(yáng)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(yáng)技師學(xué)院
某車(chē)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(chē)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(xiāo)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(lèi)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(guò)對(duì)模具和工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整,解決了上述問(wèn)題,并取得了一定成效。
圖1 鋼板彈簧座零件尺寸及精度
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(guò)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(zhuān)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)
通過(guò)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。
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。
⑴模具,上模包括模柄、上模座、內(nèi)六角螺栓M12、固定銷(xiāo)、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(xiāo)、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(chǎng)
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(guò)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(guò)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(guò)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(jiǎn)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(chǎng)如圖5所示。
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(guò)程中發(fā)現(xiàn):模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(guò)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(lèi)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(lèi)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。