一種汽車鋼板彈簧片壓卡箍模具的改進

徐賢豐

（新疆八鋼金屬制品有限公司）

1 前言

汽車鋼板彈簧是現(xiàn)代汽車懸架的一種，其功能是把車架或車身與車軸或車輪彈性地連接起來，其主要任務(wù)是傳遞作用在車輪和車架或車身之間的一切力和力矩，并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車架車身的沖擊載荷，衰減由沖擊載荷引起的承載系統(tǒng)的震動，以保證汽車的正常行駛。根據(jù)鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)可分為有卡板簧和無卡板簧。有卡板簧主要結(jié)構(gòu)就是在板簧總成中，根據(jù)板簧的疊厚選擇其中的一片或兩片端部安裝卡箍，卡箍的功能是防止彈簧片橫向相互錯位，同時在大幅度回跳時將力傳遞給較多的片數(shù)，簧片橫向扭曲時提供適當?shù)募s束。國內(nèi)廣泛使用的卡箍的安裝方式為可拆式，一般用鉚釘將卡箍固定在某簧片端部，卡箍一般為“U”型，中間多采用單孔式。

隨著社會的發(fā)展,安全生產(chǎn)問題日益受到重視。企業(yè)的安全生產(chǎn)是重中之重，對整個生產(chǎn)過程的安全標準化要求日益精細。生產(chǎn)中采用的板簧壓卡箍模具生產(chǎn)方式存在一定的安全風險，為此在原有壓卡箍模具的基礎(chǔ)上，新設(shè)計了模具，從根本上消除板簧卡箍片生產(chǎn)過程中的安全隱患。

2 壓卡箍模具的設(shè)計

有卡板簧主要結(jié)構(gòu)就是在板簧總成中，根據(jù)板簧的疊厚選擇其中的一片或多片在端部安裝卡箍，其常見結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 帶卡箍汽車板簧圖

有卡板簧壓卡箍模具工作原理：壓卡作為板簧生產(chǎn)企業(yè)中的一道工序，主要是對帶卡板簧片在組裝前，通過安裝在壓力機上的模具，將制作好的卡箍，如圖2所示，用鉚釘將卡箍與板簧片連接起來。壓卡箍模具工作示意圖如圖3所示。

圖2 卡箍

圖3 壓卡箍模具裝配圖

2.1 壓卡箍的具體操作

在壓卡箍操作時，模具調(diào)整步驟：先將鉚釘沖頭1安裝到?jīng)_頭備帽2中，整體安裝到上模柄上。再將凹模7安裝到下模8中，固定到下底板9上，根據(jù)板簧片厚度調(diào)整好壓力機行程。

生產(chǎn)過程中為2人操作，操作步驟：第一個操作者手持卡箍4將鉚釘5穿在卡箍上后放置在下模8的卡槽內(nèi)。另外一操作者手持板簧片將端部放在下模8的卡槽內(nèi)，對中鉚釘位置，使得鉚釘剛好從板簧片的卡孔中露出。啟動壓力機，上模下行，將鉚釘端部沖鉚，壓卡箍完成。

2.2 安全控制

由于卡箍的放置位置始終在模具的閉合區(qū)內(nèi)，存在安全風險?，F(xiàn)有的操作方式為在整個觸發(fā)踏板線路控制上，串聯(lián)兩個開關(guān)。放置卡箍人員在卡箍放置后，手離開模具閉合區(qū)域后踩下腳踏開關(guān)A，壓卡箍人員待板簧片放置到位后再次踩下腳踏開關(guān)B，壓力機下行完成鉚卡作業(yè)。雖然在電氣控制方面設(shè)置了安全保護，但機械方面還存在安全隱患。

為消除安全隱患，對壓卡箍模具進行了設(shè)計，設(shè)計模具如圖4所示。將下模具的卡槽延伸至模具的閉合區(qū)域外，通過專用工具將帶鉚釘?shù)目ü客迫肽＞邇?nèi)，但現(xiàn)場使用效果不佳。主要存在以下問題：（1）卡箍推進過程中容易歪斜傾倒；（2）在板簧片對中鉚釘時發(fā)生卡箍傾倒；（3）生產(chǎn)效率低。

圖4 改進設(shè)計壓卡箍下模

為此，對模具的設(shè)計再次改良。將放置位置移至滑塊的左前方，同時設(shè)計鉚釘滑槽，保證鉚釘在滑動過程中始終直立。不但保證卡箍放置后或者簧片對中放置時不發(fā)生傾倒，而且對于特殊規(guī)格卡箍，從前方進入閉合區(qū)域，避開上模的沖頭干涉問題。設(shè)計模具如圖5所示。

圖5 新設(shè)計壓卡箍下模

將以上新設(shè)計模具通過Solidworks軟件進行仿真模擬裝配，并檢查其效果，發(fā)現(xiàn)裝配效果良好，模擬裝配及使用如圖6所示?，F(xiàn)場操作者先將鉚釘通過左端卡槽放入卡槽，再將卡箍對中卡孔放置在卡箍導向槽內(nèi)，由于新設(shè)計的鉚釘卡槽有限位設(shè)計，所以卡箍不會傾倒。以此橫向向前推動。另一操作者在正前方手持板簧片，將簧片卡孔與鉚釘對中套入后縱向朝前推動，將卡箍推入固定槽內(nèi)，啟動壓力機，上模下行，將鉚釘端部沖鉚，壓卡箍完成。

2.3 效果確認

模具設(shè)計完成后由機加工車間按圖完成加工，現(xiàn)場安裝調(diào)試后交付生產(chǎn)作業(yè)區(qū)現(xiàn)場使用。目前已使用半年多，累計生產(chǎn)板簧卡箍片約6萬多片，生產(chǎn)效率提高10%。現(xiàn)場實現(xiàn)安全生產(chǎn)。操作者反饋使用效果良好。尤其是對于不同寬度的卡箍片（寬度一般有75mm、90m、100mm），只需要更換最前端的導向塊，就可以順利保證壓卡箍工序的正常生產(chǎn)。

圖6 新設(shè)計壓卡箍模具仿真模擬裝配圖

3 結(jié)束語

企業(yè)的安全生產(chǎn)問題日益受到高度重視，生產(chǎn)過程中的安全性設(shè)計也是企業(yè)發(fā)展必須重視的問題。該模具改進設(shè)計完成后交付生產(chǎn)作業(yè)區(qū)現(xiàn)場使用。生產(chǎn)實踐表明，該模具具有操作簡單、安全可靠、更換方便快捷的優(yōu)點。通過改進消除了壓卡箍工序的安全隱患，保證了生產(chǎn)的順行。