利用集成固定座及凹模鑲套實(shí)現(xiàn)沖壓件加孔

文／羅權(quán)·江鈴汽車股份有限公司

隨著國(guó)家汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，很多已量產(chǎn)的國(guó)五車型必須升級(jí)改造以滿足國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)汽車白車身而言，汽車配置更改，經(jīng)常導(dǎo)致沖壓件上需要增加孔，左前翼子板內(nèi)板沖壓件就是一個(gè)增加沖孔的典型改造。在冷沖壓零件上要實(shí)現(xiàn)沖孔工藝，基本需要上模的沖頭及固定座、下模的凹模鑲套和中間壓料用的壓料芯三大部分來完成。

加孔要求

左前翼子板內(nèi)板的板料厚度為0.7mm，材質(zhì)為DC04，該件需要新增兩個(gè)圓孔(1#、3#孔)、一個(gè)長(zhǎng)圓孔（2#孔)，如圖1 所示?？椎墓δ苁蔷€束安裝孔，1#、3#孔的尺寸為(10±0.15)mm，2#孔長(zhǎng)軸尺寸為(8.5±0.15)mm、短軸尺寸為(3±0.1)mm。

模具改造方案

根據(jù)表1 所示的沖孔間隙選擇原則，料厚為0.7mm 的零件，沖頭和凹模鑲套的單邊間隙應(yīng)選擇0.05mm。

由于此零件較小，結(jié)合當(dāng)前的生產(chǎn)線，此零件開發(fā)冷沖壓模具時(shí)，是在手工線上生產(chǎn)的。為節(jié)約成本，采用的是左右件雙拼工藝實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。在模具結(jié)構(gòu)中，4#和5#孔因間距只有7mm，已采用沖頭集成在一起的固定座結(jié)構(gòu)，凹模鑲套采用的是集成凹模鑲套。整個(gè)沖壓工藝布置很緊湊，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也很集約。

表1 沖孔間隙選擇原則

經(jīng)過實(shí)物排查，1#圓孔是獨(dú)立的孔，上下模具都留有一定的空間和位置，可以布置沖頭、固定座、凹模鑲套，實(shí)現(xiàn)沖孔的增加。

2#長(zhǎng)圓孔和3#圓孔的間距是14mm，這兩個(gè)孔剛好在下模仁緊固螺釘?shù)奈恢?，無法直接在2#和3#孔位置上增加凹模鑲套標(biāo)準(zhǔn)件，需要避開螺釘孔，借助鑲塊進(jìn)行嵌入。初步設(shè)計(jì)，將2#和3#孔的凹模鑲套標(biāo)準(zhǔn)件嵌入一鑲塊中。經(jīng)核對(duì)，此鑲塊無空間布置螺釘孔和銷釘孔，無法實(shí)現(xiàn)鑲塊的固定。在滿足質(zhì)量要求的情況下，為盡量減少制造加工量，采用將2#、3#、4#、5#孔的凹模鑲套同時(shí)嵌入一個(gè)下模鑲塊的方案，此下模鑲塊再通過螺釘和銷釘與下模仁實(shí)現(xiàn)固定。

在上模實(shí)物結(jié)構(gòu)中，4#和5#孔的沖頭固定座已集成在一起。初步設(shè)想，在不改變此結(jié)構(gòu)的前提下，能否實(shí)現(xiàn)2#和3#孔的集成，因孔間距實(shí)在太近，標(biāo)準(zhǔn)件無法布置，只能將2#、3#、4#、5#這4 個(gè)孔所用沖頭集成在一個(gè)固定座上。這4 個(gè)孔有2 個(gè)是長(zhǎng)圓孔，需要在集成固定座上設(shè)計(jì)防轉(zhuǎn)面，以防止長(zhǎng)圓孔旋轉(zhuǎn)。

壓料芯需要設(shè)計(jì)沖頭過孔和一定的壓料面，沖孔位置附近單邊至少留有5mm 余量，用于在沖孔時(shí)壓住板材，實(shí)現(xiàn)更好的沖孔質(zhì)量。此零件設(shè)計(jì)的沖孔較多，原模具結(jié)構(gòu)中，已使用鑲塊拼接式結(jié)構(gòu)。為降低制造成本，實(shí)現(xiàn)壓料功能，如圖2 所示，壓料芯鑲塊2 不動(dòng)，加工過孔，移動(dòng)螺釘和銷釘位置。壓料芯鑲塊1 因位置變更，只能全部重做。

模具加工方案

以上改造方案中，保證加工精度是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差，都無法實(shí)現(xiàn)沖孔。換而言之，加工的精確程度決定了本次冷沖壓模具改造的成敗。為保證加工基準(zhǔn)的精確性，在每一個(gè)環(huán)節(jié)都增加了復(fù)校步驟。每次機(jī)加工都以冷沖壓模具的三銷為基準(zhǔn)，導(dǎo)板導(dǎo)柱互相校核。

在下模座上，以三銷為基準(zhǔn)，以導(dǎo)板、導(dǎo)柱為復(fù)?；鶞?zhǔn)，數(shù)控銑2 個(gè)逃料孔，配鉆一個(gè)螺紋孔。在下模仁上，以下模座三銷為基準(zhǔn)，以導(dǎo)板、導(dǎo)柱為復(fù)?；鶞?zhǔn)，數(shù)控銑鑲塊安裝面，加工起吊螺紋孔，加工安裝螺釘孔。在下模鑲塊上數(shù)控銑型面，以零件上型面為基準(zhǔn)，料厚為0.7mm，下模鑲塊的型面和凹模鑲套都需要安裝在下模仁上再一起加工，以保證加工精度，如圖3 所示。

在上模座上，以三銷為基準(zhǔn)，用導(dǎo)板導(dǎo)套復(fù)校三銷，加工鑲塊安裝面，配鉆相應(yīng)螺釘、銷釘孔；加工上模鑲塊，安裝相應(yīng)的沖頭及固定座，螺釘、銷釘孔鉗工配鉆。

在壓料芯上，以壓料芯導(dǎo)板為基準(zhǔn)，料厚為0.7mm，以零件上型面為基準(zhǔn)，重做壓料芯鑲塊1，加工壓料芯鑲塊2，數(shù)控銑壓料芯相關(guān)內(nèi)容。

按照上述加工后，最終實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有模具上增加沖孔。集成凹模鑲套和沖頭固定座對(duì)機(jī)加工精度要求高，但是把握好冷沖壓模具的強(qiáng)度，確認(rèn)好各加工基準(zhǔn)，是可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的。