汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)減振盤(pán)級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)與制造

■ 陜西渭河工模具有限公司 （陜西寶雞 722405） 趙 凱

1. 產(chǎn)品介紹

減振盤(pán)產(chǎn)品如圖1所示，該零件的材質(zhì)為S P H C，料厚1.6mm，該產(chǎn)品的質(zhì)量對(duì)汽車(chē)的減振系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有較大影響，產(chǎn)品外觀及要求如下：①零件有較好的表面質(zhì)量，不能出現(xiàn)劃痕及墊傷，毛刺≤0.04mm。②翻窗后零件在φ96mm圓面的平面度在0.2mm以內(nèi)。③零件批量較大，對(duì)尺寸精度要求較高。④要求零件成本較低且模具拆卸和刃磨方便，模具的壽命在刃口刃磨一次的情況下沖次達(dá)10萬(wàn)次，總壽命在1 000萬(wàn)沖次以上。

圖1 減振盤(pán)產(chǎn)品圖樣

2. 工藝分析及排樣圖設(shè)計(jì)

根據(jù)產(chǎn)品圖樣的尺寸要求，分別對(duì)沖裁力、壓環(huán)形力和壓窗口力進(jìn)行合理估算，得出沖床噸位約250t。根據(jù)該零件的沖壓特性，按照從壓環(huán)形開(kāi)始到落外形結(jié)束的順序，結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)，為減少落料后零件的翹曲度，在工序中增加落料復(fù)位，考慮到維修及調(diào)模的便利性，在設(shè)計(jì)時(shí)減小模具的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。綜合考慮以上各種因素并根據(jù)零件的工藝性設(shè)計(jì)出了合理的排樣圖，如圖2所示，在排樣圖中共設(shè)計(jì)8步工序，其中有效工序?yàn)?步，落料復(fù)位結(jié)構(gòu)后需空1步工位。

3. 模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1）模具導(dǎo)向精度高，如圖3、圖4所示，主模架采用單導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，上、下模座主體用4組滾珠大導(dǎo)柱導(dǎo)向，既能保證導(dǎo)向的高精度和模具的使用壽命，又能確保模架的平穩(wěn)性和可靠性。

2）子模安裝在主模架上，制造、維修方便，減小了加工長(zhǎng)度，節(jié)約了模具制造成本。

3）子模結(jié)構(gòu)中凹模采用鑲件拼接的結(jié)構(gòu)，通過(guò)精密的定位和配合，確保配件有較高的互換性，保證維修的方便。

4）模具采用雙排導(dǎo)正釘，提高了送料步距的精度。

5）在條料兩側(cè)安裝圓柱形浮料導(dǎo)料銷(xiāo)，有效地降低了模具加工制造費(fèi)用。

6）針對(duì)模具的安全性，設(shè)計(jì)在上、下模座安裝4組限位柱，用來(lái)控制和調(diào)整模具的上下行程，模具中還安裝了檢測(cè)銷(xiāo)和微動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置，一旦出現(xiàn)送料方面的故障，微動(dòng)開(kāi)關(guān)可立刻停止沖床的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而更好地保護(hù)模具。

7）凸模、凹模的材料采用Cr12MoV，細(xì)小凸模的材料采用ASP-23，保證了模具的使用壽命。

圖2 減振盤(pán)級(jí)進(jìn)模排樣工序

4. 工藝制造技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)解析

該模具的工藝制造技術(shù)達(dá)到了“三高模具（高精度、高效率、高壽命）”的各項(xiàng)要求。

1）在曲面上沖窗口是關(guān)鍵點(diǎn)之一。該離合器盤(pán)類(lèi)零件級(jí)進(jìn)模對(duì)零件壓環(huán)形后，零件中心出現(xiàn)環(huán)狀臺(tái)階，凸凹模在沖窗口、翻窗口時(shí)，窗口位置在曲面上成形，使得沖裁難度增大。解決方法是：凸凹模在熱處理前粗車(chē)去量，在熱處理后先用精車(chē)拋光，再用慢走絲精切窗口，完成整個(gè)加工過(guò)程。此零件的工藝制造方案解決了沖裁形狀凸凹模難以加工的問(wèn)題，為今后盤(pán)類(lèi)零件加工開(kāi)辟了可行的工藝制造方法。

圖3 減振盤(pán)級(jí)進(jìn)模上模結(jié)構(gòu)

2）汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)離合器盤(pán)類(lèi)零件級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)制造中的另一關(guān)鍵點(diǎn)是零件4處翻窗尺寸的一致性，即翻窗凸模設(shè)計(jì)和加工工藝路線的合理性。因翻窗凸模為雙曲面零件，在生產(chǎn)加工中有一定難度，盤(pán)類(lèi)零件生產(chǎn)中加工翻窗凸模時(shí)采用連體生產(chǎn)加工和車(chē)銑配合加工，將三維加工轉(zhuǎn)換為二維加工，既簡(jiǎn)化了加工工藝，又保證了尺寸的一致性。

3）重中之重是在翻窗后使盤(pán)類(lèi)零件在φ96mm圓面的平面度在0.2mm以內(nèi)。因零件翻窗后即為落料工序，一般零件在落料后零件翹曲度在1.0～1.3mm之間，無(wú)法達(dá)到零件平面度在0.2mm內(nèi)的要求，為滿足零件平面度的要求，在工序中增加落料復(fù)位工序。落料復(fù)位工序后再落出零件，可使生產(chǎn)出的零件平面度控制在0.015mm之內(nèi)，質(zhì)量穩(wěn)定，滿足了對(duì)零件平面度的要求。

5. 模具主要零件工藝制造

1）上模板、下模板的制造要經(jīng)過(guò)粗加工、半精加工和精加工這三個(gè)階段，購(gòu)買(mǎi)已經(jīng)熱處理調(diào)質(zhì)的精光板件進(jìn)行半精加工，去除零件上的部分余量，為后道工序留下適當(dāng)?shù)募庸び嗔俊?/p>

2）導(dǎo)柱、導(dǎo)套材料采用GCr15軸承鋼，表面粗糙度Ra＜0.10μm，圓度和同軸度在2μm以內(nèi)，導(dǎo)柱、導(dǎo)套及滾珠之間的配合是過(guò)盈配合，過(guò)盈量控制在0.010～0.017mm之間。

3）送料步距的精度控制在10μm以內(nèi)，使用瑞士的精密數(shù)控坐標(biāo)磨，保證了尺寸精度，部分成形件使用瑞士的數(shù)控慢走絲機(jī)床，通過(guò)多次切割，最后研磨到圖樣尺寸，滿足高精度要求。

6. 結(jié)語(yǔ)

汽車(chē)每年都在更新?lián)Q代，汽車(chē)企業(yè)每年都有新的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，新品模具需求量很大，但是在國(guó)內(nèi)的模具生產(chǎn)中，精密復(fù)雜的模具生產(chǎn)只占很小一部分，大部分精密模具還需要進(jìn)口。如今國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)精密高檔模具的需求量越來(lái)越大，對(duì)模具廠而言，積極拓展汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)盤(pán)類(lèi)零件的模具市場(chǎng)，做專(zhuān)、做大汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)盤(pán)類(lèi)零件模具，正是非常有利的時(shí)機(jī)。

圖4 減振盤(pán)級(jí)進(jìn)模下模結(jié)構(gòu)

此模具在生產(chǎn)中壽命長(zhǎng)且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)沖次超過(guò)280次/min，在沖裁超過(guò)100萬(wàn)次時(shí)，可保證刃模一次刃口的可靠壽命。該模具通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)和工藝，不但降低了模具成本，而且使模具的整體結(jié)構(gòu)更加合理，方便了模具的維修及刃磨刃口，是一套成功的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)盤(pán)類(lèi)零件級(jí)進(jìn)模具。