客車座椅安全帶鎖舌體沖壓模具設(shè)計與制造

武海云

（寧波市北侖海伯精密機械制造有限公司，浙江 寧波 315800）

客車座椅安全帶鎖舌體沖壓模具設(shè)計與制造

武海云

（寧波市北侖海伯精密機械制造有限公司，浙江 寧波 315800）

安全帶在人們駕駛汽車中，起著保護人們，減少受傷。而鎖舌體在安全帶中起著鎖住安全帶，安全帶從而固定住人。鎖舌體的抗拉強度越大，那么就可以越好的保護人們。本文的設(shè)計是鎖舌體的模具，采用級進模具，具有效率高，操作簡單，實現(xiàn)自動化的特點。本次設(shè)計中主要有凸凹模具的尺寸計算，沖裁力的計算，定位裝置，沖壓設(shè)備選擇，模具結(jié)構(gòu)形式等等。

客車；安全帶；鎖舌體；沖壓

沖壓由于是靠模具來進行的，所以沖壓件質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好。多工位級進模是一種高精度、高效率、長壽命的模具，是技術(shù)密集型模具的重要代表，是沖模發(fā)展方向之一。沖壓時，將帶料或條料由模具入口端送進后，在嚴格控制步距精度的條件下，按照成形工藝安排的順序，通過各工位的連續(xù)沖壓，在最后工位經(jīng)沖裁或切斷后，便可沖制出符合產(chǎn)品要求的沖壓件。為保證多工位級進模的正常工作，模具必須具有高精度的導向和準確的定距系統(tǒng)，配備有自動送料、自動出件、安全檢測等裝置。所以多工位級進模與普通沖模相比要復雜，具有如下特點：

（1）在一副模具中，可以完成包括沖裁，彎曲，拉深和成形等多道沖壓工序。

（2）不存在復合模的“最小壁厚”問題，設(shè)計時還可根據(jù)模具強度和模具的裝配需要留出空工位，從而保證模具的強度和裝配空間。

（3）多工位級進模通常具有高精度的內(nèi)、外導向和準確的定距系統(tǒng)，以保證產(chǎn)品零件的加工精度和模具壽命。

（4）多工位級進模常采用高速沖床生產(chǎn)沖壓件，模具采用了自動送料、自動出件、安全檢測等自動化裝置，操作安全，具有較高的生產(chǎn)效率。

（5）多工位級進模結(jié)構(gòu)復雜，鑲塊較多，模具制造精度要求高，模具零件具有互換性。

（6）多工位級進模主要用于沖制厚度較薄、產(chǎn)量大，形狀復雜、精度要求較高的中、小型零件，精度可達 IT10 級。

1 沖壓工藝和模具設(shè)計

本次客車座椅安全帶鎖舌體沖壓模具設(shè)計與制造，結(jié)合實際，零件結(jié)構(gòu)，采用多工位級進模進行生產(chǎn)，成本降低，效率提升。需要解決級進模的排樣設(shè)計，提高材料利用率，并研究如何提高生產(chǎn)效率，降低模具生產(chǎn)成本。提高生產(chǎn)的零件的硬度和精準度。

根據(jù)零件的材料、厚度、形狀及尺寸（圖1），在沖壓工藝設(shè)計和模具設(shè)計時，應特別注意以下幾點：

（1） 在設(shè)計時，毛坯尺寸要計算準確；

（2） 沖裁間隙、彎曲凸凹模間隙應符合零件要求；

（3） 各工序凸凹模動作行程的確定應保證各工序工作穩(wěn)妥，連貫。

圖1 模具毛坯尺寸

完成此工件需要沖孔落料兩道工序，其加工工藝方案有下面3種。

第一種方案：先沖孔，后落料，采用單工序模進行生產(chǎn)；

第二種方案：落料——沖孔復合沖壓，采用復合模進行生產(chǎn)；

第三種方案：沖孔——落料連續(xù)沖裁，采用級進模進行生產(chǎn)。

三種模具方案特點對比分析，如表1。

方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩幅模具，成本高且效率低，很難滿足大批量生產(chǎn)。

表1 模具方案特點對比

方案二只需要一個復合模具，制造進度和效率高，難滿足要求，且工件壁厚大于凸凹模具允許的最小壁厚強度不夠，但是制造凸凹模具難度大，成本高。

方案三只需要一個模具，效率高，精度比方案二稍低，但能滿足零件的制作要求，模具的制造成本比沖孔落料復合模具低。

綜合以上，選擇第三種方案，用級進模具沖裁零件。又因為零件的特殊形狀，采取雙模級進模具沖壓。

2 排樣方案的確定

排樣是指沖裁零件在條料布置的方法。合理有效的排樣有利于保證在最低耗料和高生產(chǎn)率的條件下，同事要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡單，壽命長以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應等情況，從而來選擇較為合理的排樣方案（圖2）。

根據(jù)材料的合理利用情況。條料排樣方法可以為以下三種：

（1）有廢料排樣：沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在搭邊廢料，沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。

（2）少廢料排樣：只在沖件與沖件質(zhì)檢或沖件與條料之間留有搭邊值，因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同事邊緣毛刺被凹模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。

（3）無廢料排樣：沖件與沖件之間無搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件，沖件的質(zhì)量較差，模具壽命較短，但材料利用率高。

綜合上面所述，考慮模具壽命和沖裁件的質(zhì)量，選擇有廢料排樣，又考慮到排廢料的方便選擇直排最好。

3 搭邊的選取

排樣時，工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫做搭邊，搭邊的作用是補償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊不可過大也不可過小，搭邊的大小與很多因素有關(guān)，比如材料的力學性能，材料的厚度，工件的形狀與尺寸及送料方式。

根據(jù)零件形狀，查《沖壓模具設(shè)計和加工計算速查手冊》表1查的工件到條料邊的距離取2.5 mm。

4 送料步距

送料步距指兩次沖裁間板料在送料方向移動的距離用S標示，因為選擇雙模具沖壓。

S=a+81.5+40.75+10.75+6=145

因為才去雙模沖壓，考慮到凸模的臺肩的寬度，這里料距a取6 mm.沖孔與落料工序間隔6 mm。其中a為兩個落料模之間距離，6 mm為兩個落料凸模之間的距離。

5 條料寬度及板料間距計算

條料是有板料剪裁而得的，為了保證送料順利進行，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負-△。

B-△=（D+2a+C）0-△

其中D為沖裁件寬度方向的最大尺寸；C為導料板與最寬條料之間的間隙查《沖壓模具設(shè)計和加工計算速查手冊》表1-4取C=0.5

B=81.5+2×2.5+0.5=87 mm

圖2 排樣圖

6 模具類型的選擇

由沖裁工藝性分析得知選用級進模，級進模又可分為用導正銷定位的級進模和側(cè)刃定距的級進模。它們各自有各自的特點。

導正銷定位的級進模是靠固定檔料銷和裝在凸模上的導正銷進行定位。適合用于較厚的板料，沖件上有孔，精度低于IT12級的沖件沖裁。

側(cè)刃定距的級進模用側(cè)刃代替擋料銷和導正銷，這種模具適用于沖壓零件小兒復雜，需要保護凸模的場合。相比而言，側(cè)刃定距模加工的零件精度叫導正銷定位的模具高，但是側(cè)刃定距級進模比較復雜，成本較高。

綜合比較，選用用導正銷定位級進模，模具結(jié)構(gòu)圖如圖3、圖4。

圖3 總裝圖主視

圖4 總裝圖俯視圖

［1］ 張榮清.模具設(shè)計與制造.北京：高等教育出版社，2003.8.

［2］ 成虹.沖壓工藝與模具設(shè)計.北京：高等教育出版社，2002.7.

［3］ 王孝培 .沖壓手冊（第二版）.北京：機械工業(yè)出版社，2002.6.

［4］ 王樹勛，吳裕農(nóng)，朱亞林，等 .典型模具結(jié)構(gòu)圖冊 .廣州：華南理工大學出版社，2005.4.

［5］ 劉華剛.沖壓模具設(shè)計與制造北京：化學工業(yè)出版社，2006.1.

［6］ 柳暉，孫昌佑.互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ).上海：華東理工大學出版社，2006. 1.

［7］ 汽車國家標準GB/T 1804-2000.

［8］ 薛啓翔.沖壓模具設(shè)計和加工計算速查手冊.化學工業(yè)出版社，2007.10.

（P-03）

Design and manufacturing of tongue stamping dies for passenger car seat belt lock

O646.54；TB332

1009-797X（2015）22-0102-03

A DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2015.22.039

武海云（1967-）， 女，大專，本科在讀，職稱：工程師，研究方向為船泊、汽車機械開發(fā)研究，及相關(guān)行業(yè)標準的研發(fā)制訂。

2015-09-24