簡易側(cè)沖孔裝置

黃春祥

（襄陽東昇機(jī)械有限公司，湖北襄陽441000）

1 引言

汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，是衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志，在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。汽車工業(yè)的發(fā)達(dá)與否是評(píng)價(jià)一個(gè)國家機(jī)械、電子、材料、模具等工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，已被主要工業(yè)發(fā)達(dá)國家和新興工業(yè)國家列為國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著國內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展以及產(chǎn)品技術(shù)的不斷提高，我國已成為世界汽車第一生產(chǎn)和銷售大國。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的加速和客戶對(duì)產(chǎn)品多樣化的需求更激發(fā)了各汽車企業(yè)之間的競爭。為了占有更多的市場，各汽車生產(chǎn)商不斷的推出新的車型，縮短新車的開發(fā)周期，同時(shí)汽車生產(chǎn)商也在不斷努力降低汽車的生產(chǎn)成本，以更優(yōu)惠的價(jià)格來吸引和打動(dòng)消費(fèi)者。伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車車型的不斷更新，大量汽車車身內(nèi)、外零件的模具也要隨之更新，這就要求模具設(shè)計(jì)和制造必須跟上時(shí)代的步伐。汽車零件沖孔側(cè)沖孔模具，是汽車零件生產(chǎn)的重要工藝裝備。汽車零件模具設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低，直接影響到模具的制造水平，模具裝配的難易程度及調(diào)試工作量的大小，影響到汽車生產(chǎn)準(zhǔn)備周期的長短，甚至影響到新車型的開發(fā)進(jìn)度。在汽車零件沖孔側(cè)沖孔模具中，一些簡易裝置的應(yīng)用和改善，不僅可以縮短模具的開發(fā)周期，還可以在一定程度上降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

2 設(shè)計(jì)意義和背景

在汽車鈑金零件的沖孔工序中，在分析確定好沖壓方向后，零件上常有一些孔會(huì)與沖壓方向成一定的角度，（一般稱這些孔為：側(cè)孔）。

為了完成側(cè)孔的沖制，以及保證沖完后孔的孔徑和位置度要求，在模具設(shè)計(jì)和制造中一般采用有3種方案：

（1）增加沖壓工序,調(diào)整沖壓方向，改側(cè)沖為豎直沖。如圖1所示，為完成3個(gè)直孔和2個(gè)斜孔的沖制，用了3道工序，此方案主要優(yōu)勢是模具結(jié)構(gòu)簡單，劣勢是增加了沖壓工序和模具，增加了模具制造成本和降低產(chǎn)品零件的生產(chǎn)效率，此方案極少采用。

（2）采用標(biāo)準(zhǔn)吊楔（見圖2）來安裝固定凸模，如米思米或盤起生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)吊裝斜楔機(jī)構(gòu)，來完成側(cè)沖裁。此方案優(yōu)勢是不增加沖壓工序和模具，劣勢是購買標(biāo)準(zhǔn)吊楔會(huì)增加標(biāo)準(zhǔn)件的成本，同時(shí)為安裝所購買的標(biāo)準(zhǔn)斜楔，也會(huì)加大模具的尺寸，增加模具制造成本。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)吊楔示意圖

（3）本文將詳細(xì)闡述的一種簡易側(cè)沖孔裝置，通過自制相應(yīng)角度的斜滑塊，將凸模固定在斜滑塊內(nèi)，然后斜滑塊沿導(dǎo)向座內(nèi)的導(dǎo)向軌道運(yùn)動(dòng)，來完成模具的側(cè)沖孔。此種機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)吊楔機(jī)構(gòu)的功能，同時(shí)既不增加沖壓工序，也不加大模具尺寸，而且節(jié)省了標(biāo)準(zhǔn)斜楔的采購費(fèi)用，還具有很大的推廣作用。

側(cè)沖孔模具是通過斜楔機(jī)構(gòu)，將垂直運(yùn)動(dòng)改變?yōu)樗竭\(yùn)動(dòng)或者傾斜運(yùn)動(dòng)，最終完成其功能的沖壓模具。

3 制件分析

圖3 所示為我公司承制的某項(xiàng)目件號(hào)75426 5BE0A的制件圖，材質(zhì)為RP783-780B，料厚t=2.0mm。在圖1中，制件橫向截面呈弧形，共有5個(gè)孔，中間3個(gè)孔可以豎直沖出，兩端的兩個(gè)φ9mm的孔，它們的法向與水平方向夾角為60°（與豎直的沖壓方向夾角為30°），在開發(fā)設(shè)計(jì)沖孔模具中，這兩個(gè)側(cè)孔，需要兩個(gè)吊楔機(jī)構(gòu)固定沖孔凸模，與凹模相對(duì)運(yùn)動(dòng)作用，來完成對(duì)此兩孔的沖裁。

圖3 制件二維圖

4 簡易側(cè)沖孔裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析

圖4 所示為沖孔側(cè)沖孔模具結(jié)構(gòu)圖，其中矩形虛線框內(nèi)的機(jī)構(gòu)，即為本文所介紹的簡易側(cè)沖孔裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖4 沖孔側(cè)沖孔模具結(jié)構(gòu)

圖5 所示為簡易側(cè)沖孔裝置在沖制制件9上的斜孔的裝配圖?，F(xiàn)對(duì)其主要關(guān)鍵部件的作用做如下介紹：

圖5 簡易側(cè)沖孔裝置裝配圖

（1）壓塊1：45鋼，淬火，作用為壓住斜滑塊4在特定的位置，并使復(fù)位彈簧6產(chǎn)生一定的預(yù)壓。

（2）強(qiáng)制復(fù)位塊2：材質(zhì)為Cr12MoV，硬度55～58HRC，作用為在復(fù)位彈簧6失效的情況下，強(qiáng)制拉動(dòng)斜滑塊4，復(fù)位。

（3）驅(qū)動(dòng)塊3：材質(zhì)為Cr12MoV，硬度55～58HRC，作用為在模具閉合過程中，驅(qū)動(dòng)斜滑塊4沿側(cè)孔法向運(yùn)動(dòng)。

（4）斜 滑 塊4：材 質(zhì) 為Cr12MoV，硬 度55～58HRC，作用為固定凸模，并帶動(dòng)凸模沿孔的法向，做沖裁運(yùn)動(dòng)。

（5）導(dǎo)向座5：材質(zhì)為Cr12MoV，硬度55～58HRC，作用為導(dǎo)向斜滑塊4在其特定的軌道（軌道方向和側(cè)孔法向一致）內(nèi)滑動(dòng)，其中斜滑塊4與導(dǎo)向座5加工滿足滑動(dòng)配合公差。

（6）復(fù)位彈簧6：采用MISUMI標(biāo)準(zhǔn)件，作用為模具開模狀態(tài)下，在促使4斜滑塊，復(fù)位。

（7）壓料板7：材質(zhì)為Cr12MoV，硬度55～58HRC，作用為模具沖裁時(shí)壓住制件9和安裝復(fù)位彈簧6。

簡易側(cè)沖孔裝置使模具結(jié)構(gòu)小巧緊湊，節(jié)約空間，模具尺寸也大大縮小，且降低了模具的成本，被廣泛應(yīng)用于級(jí)進(jìn)模中，單發(fā)模也經(jīng)常采用。

5 簡易側(cè)沖孔裝置的工作過程

（1）側(cè)沖孔裝置的工作過程。該結(jié)構(gòu)依靠壓料板內(nèi)的導(dǎo)向座，導(dǎo)向引導(dǎo)斜滑塊和其內(nèi)的凸模，沿導(dǎo)向座內(nèi)部軌道方向側(cè)向運(yùn)動(dòng)完成沖裁。壓料板與零件接觸后，壓料板保持靜止，壓料板內(nèi)的導(dǎo)向座與凹?？紫鄬?duì)位置保持不變，斜滑塊帶著其內(nèi)的凸模，沿壓料板上的導(dǎo)向座軌道方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入凹模完成沖裁。

（2）側(cè)沖孔裝置的工作過程。圖6所示為開模狀態(tài)圖，圖7所示為閉模狀態(tài)圖，可分為3個(gè)過程：

圖6 開模狀態(tài)

圖7 閉模狀態(tài)

a.壓料過程：上模下行，此時(shí)壓料板7，復(fù)位彈簧6、導(dǎo)向座5、斜滑塊4及其內(nèi)的凸模，驅(qū)動(dòng)塊3，壓塊1一起下行，直至壓料板7與制件上表面接觸，開始?jí)毫稀?/p>

b.沖裁過程：壓料板7與制件接觸后，壓料板7和導(dǎo)向座5，斜滑塊4停止運(yùn)動(dòng)；上模下行，上模座帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)塊3下行，驅(qū)動(dòng)塊3接觸并推動(dòng)斜滑塊4和其內(nèi)的凸模，向下沿導(dǎo)向座5內(nèi)軌道運(yùn)動(dòng)，凸模與凹模8作用，完成沖裁。

c.返程過程：上模上行，上模座帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)塊3上行，斜滑塊和其內(nèi)的凸模，在復(fù)位彈簧的作用下，上行復(fù)位，凸模退出凹模;上模繼續(xù)上行，壓料板7開始脫離產(chǎn)品零件，不再壓料，同時(shí)復(fù)位彈簧6、導(dǎo)向座5、斜滑塊4及其內(nèi)的凸模，驅(qū)動(dòng)塊3，壓塊1也隨著上行，直至機(jī)床的上滑塊到達(dá)上死點(diǎn)。

（3）側(cè)沖孔裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。該裝置以壓料板內(nèi)的導(dǎo)向座引導(dǎo)斜滑塊和凸模運(yùn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，且成本低。由于凸模沿脫料板上的導(dǎo)向孔運(yùn)動(dòng)，必須保證脫料板導(dǎo)向孔與沖孔凹模的相對(duì)位置，所以該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的是在模具上需要增加內(nèi)限位柱，內(nèi)限位柱換算高度與制件料厚一致。這樣可以保證在模具空壓時(shí)保證脫料板與沖裁凹模的相對(duì)位置，防止凸?；虬寄？袀?。

6 結(jié)束語

該簡易側(cè)沖孔裝置裝配在模具后，經(jīng)過調(diào)試驗(yàn)證，其沖出的制件上的側(cè)孔，符合圖紙要求，沖孔毛刺在合理范圍內(nèi)，孔周圍表面平整，完全達(dá)到品質(zhì)要求。實(shí)踐證明，安裝此簡易側(cè)沖孔裝置的模具在投入量產(chǎn)后，運(yùn)行使用效果良好，并且性能穩(wěn)定，降低了模具的制造成本。此簡易側(cè)沖孔裝置，在側(cè)沖孔模具設(shè)計(jì)制造中，具有很好的推廣借鑒作用。