導(dǎo)向桿座沖孔工藝及模具設(shè)計

邱庚龍

（江鈴底盤股份有限公司， 江西 撫州 344000）

0 引 言

汽車驅(qū)動橋為傳遞牽引力、制動力及相應(yīng)的反作用力矩，需要將導(dǎo)向桿安裝在焊接于汽車驅(qū)動橋殼本體上的導(dǎo)向桿座上面。導(dǎo)向桿的作用是保證一個滑動物體按照指定的軌道前進(jìn)，減小滑動物體在垂直于指定軌道方向的位移偏差，增加運(yùn)轉(zhuǎn)精度。為保證導(dǎo)向桿的安裝精度，需要控制導(dǎo)向桿座的安裝孔（兩邊的側(cè)孔）同軸度的精度。

1 零件沖壓工藝分析

導(dǎo)向桿座是汽車驅(qū)動后橋總成中基礎(chǔ)零件之一，某車型后橋?qū)驐U座是采用3.0 mm厚的SAPH440酸洗板經(jīng)沖壓加工制成，其結(jié)構(gòu)及主要尺寸如圖1所示。零件兩側(cè)孔的同軸度要求較高，彎曲時由于零件不能準(zhǔn)確定位和兩邊彎曲摩擦力不一致等原因，導(dǎo)致兩側(cè)孔的同軸度偏差較大，為了保證其同軸度，在零件彎曲后再加工兩側(cè)孔。

圖1 導(dǎo)向桿座

從技術(shù)及裝配工藝等方面考慮，導(dǎo)向桿座張口平行度≤1.0 mm，兩側(cè)孔的同軸度要求≤0.5 mm，零件彎曲后可采用斜楔式側(cè)沖孔工藝或機(jī)械加工工藝保證兩側(cè)孔同軸度，若采用斜楔式側(cè)沖孔工藝，存在模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作周期長、成形零件質(zhì)量不穩(wěn)定（沖孔毛刺超差）、模具使用壽命短等缺點(diǎn)；采用機(jī)械加工工藝，生產(chǎn)效率低且成本高，因此這2種方法均不適用于此零件大批量生產(chǎn)。通過對零件結(jié)構(gòu)及特性進(jìn)行分析，采取在導(dǎo)向桿座上、下同時沖側(cè)孔的成形方式。

2 模具結(jié)構(gòu)及工作過程

經(jīng)工藝分析，設(shè)計的導(dǎo)向桿座上、下同時沖側(cè)孔模具結(jié)構(gòu)如圖2所示, 模具安裝在JB21-63壓力機(jī)上，模具安裝過程如下。

圖2 沖孔模結(jié)構(gòu)

（1）沖上側(cè)孔凸模6通過過盈配合安裝在上凸模固定板5的凸模固定孔中，側(cè)擋板7通過過盈配合安裝在上凸模固定板5的擋板固定孔中，上端面通過螺釘與上墊板3連接。

（2）模柄1通過過盈配合安裝在上模座2的模柄固定孔中，上模座2、上墊板3通過螺釘及定位銷與上凸模固定板5連接，4根卸料彈簧4預(yù)壓縮安裝在上凸模固定板5和上墊板3各對應(yīng)的卸料孔中，卸料套9通過過盈配合安裝在卸料板8的固定孔中，卸料板8組合件通過間隙配合分別穿過沖上側(cè)孔凸模6和側(cè)擋板7，并通過卸料螺釘與卸料彈簧4、上凸模固定板5、上墊板3、上模座2活動連接。

（3）沖下側(cè)孔凸模19通過過盈配合安裝在下凸模固定板21的凸模固定孔中，3根導(dǎo)柱16通過過盈配合安裝在下凸模固定板21各對應(yīng)的導(dǎo)柱孔中，下端面通過螺釘與下墊板22連接。

（4）下模座23、下墊板22通過螺釘及定位銷與下凸模固定板21連接，卸料橡膠17通過過盈配合套在沖下側(cè)孔凸模19的外面，3根復(fù)位彈簧20通過間隙配合套在各對應(yīng)導(dǎo)柱16的外面，3個下限位套18通過間隙配合套在各對應(yīng)的復(fù)位彈簧20的外面。

（5）沖上側(cè)孔凹模11和沖下側(cè)孔凹模14通過過盈配合分別安裝在凹模固定板15各對應(yīng)的上、下凹模固定孔中，3個導(dǎo)套13通過過盈配合安裝在凹模固定板15各對應(yīng)的導(dǎo)套孔中，凹模固定板15組合件通過間隙配合穿過導(dǎo)柱16放在復(fù)位彈簧20和卸料橡膠17上，3個上限位套12通過間隙配合穿過導(dǎo)柱16放在凹模固定板15上，3個彈性擋圈10分別卡在導(dǎo)柱16各卡槽中。

模具工作過程如下。

（1）將前工序彎曲后的預(yù)制件放在凹模固定板15上，并用凹模固定板15上表面2個凸臺定位零件前、后直邊。

（2）開動壓力機(jī)，上模座2隨壓力機(jī)滑塊向下運(yùn)行，側(cè)擋板7先擋緊零件側(cè)端面，對零件進(jìn)行剛性定位，然后隨著上模座2持續(xù)向下運(yùn)動，卸料套9在卸料彈簧4的壓力作用下與凹模固定板15的上表面先壓緊零件上表面，然后在卸料橡膠17的壓力作用下與凹模固定板15的下表面壓緊零件下表面，直到卸料板8的上表面接觸上凸模固定板5的下表面、上限位套12的上表面接觸卸料板8的下表面及下限位套18的上表面接觸凹模固定板15的下表面為止，沖上側(cè)孔凸模6與沖上側(cè)孔凹模11完成零件上邊的沖孔，沖下側(cè)孔凸模19與沖下側(cè)孔凹模14完成零件下邊的沖孔。

（3）零件沖孔完成后，壓力機(jī)滑塊帶動模具的上?；匚?，卸料套9在卸料彈簧4的作用力下從零件的上表面卸下，卸料橡膠17和復(fù)位彈簧20從零件的下表面卸下，沖孔廢料從凹模固定板15的廢料槽中落到下模廢料孔中，從下模和壓力機(jī)下工作臺漏出，再用輔助工具從凹模固定板15上取出成形零件。

3 模具設(shè)計要點(diǎn)

（1）導(dǎo)柱16固定在下凸模固定板21上，導(dǎo)套13固定在凹模固定板15上，導(dǎo)柱16與導(dǎo)套13的雙面間隙為0.08~0.10 mm，導(dǎo)柱16與上凸模固定板5導(dǎo)向孔的雙面間隙為0.08~0.10 mm，這樣模具上、下沖孔間隙的均勻度由機(jī)床的精度保證，這就保證了零件上、下沖孔的質(zhì)量，并使沖孔毛刺均勻，防止零件因沖孔毛刺過大，導(dǎo)致取件困難。

（2）凹模固定板15上表面設(shè)有2個凸臺用來定位零件兩直邊，上模設(shè)有側(cè)擋板7并固定在上凸模固定板5中，這樣剛性定位裝置的側(cè)擋板7在沖孔前先擋住零件側(cè)端面，防止零件沖孔時向外竄動，保證零件沖孔后孔距控制在（22±0.5） mm和（20±0.5） mm，如圖3所示。

圖3 凹模固定板結(jié)構(gòu)

（3）模具下模設(shè)有3個下限位套18，這樣上模到下止點(diǎn)時就有3個下限位套18支撐凹模固定板15，保證凹模固定板15的強(qiáng)度。

（4）沖上側(cè)孔凹模11和沖下側(cè)孔凹模14采用鑲件結(jié)構(gòu)，固定在凹模固定板15中，并使沖上側(cè)孔凹模11和沖下側(cè)孔凹模14的平面均高出凹模固定板15的平面0.15~0.20 mm，且裝配后總高度要比零件彎曲張口尺寸小0.3 mm，沖孔時可防止上、下卸料裝置將零件彎曲張口尺寸壓得偏小，保證了零件沖孔后的平行度和張口尺寸，同時方便取件。

（5）模具上模部分采用鑲嵌式剛性卸料（分為卸料板8和卸料套9），下模部分采用彈性卸料，卸料套9的外徑為φ20 mm，卸料橡膠17的外徑為φ25 mm，沖孔時只有卸料套9和卸料橡膠17壓在零件孔周圍，而不是壓在整個零件上，可防止沖孔時上、下卸料裝置將零件彎曲張口尺寸壓得偏小，致使取件困難。

（6）凹模固定板15設(shè)有3根導(dǎo)柱16進(jìn)行導(dǎo)向，而凹模固定板15下面設(shè)有3根復(fù)位彈簧20進(jìn)行支撐，既保證了凹模固定板15的精度，又使凹模固定板15上、下運(yùn)動平穩(wěn)和舒暢。

（7）模具設(shè)有上限位套12和下限位套18，保證模具沖孔時，沖上側(cè)孔凸模6進(jìn)入沖上側(cè)孔凹模11的刃口深度與沖下側(cè)孔凸模19進(jìn)入沖下側(cè)孔凹模14的刃口深度一致，使零件上、下側(cè)能同時沖孔。

（8）導(dǎo)柱16上設(shè)有卡槽用來安裝彈性擋圈10，既可防止沖孔時凹模固定板15和上限位套12彈出導(dǎo)柱16或卡在導(dǎo)柱16上，又能使模具維修方便、快捷，只要拆下彈性擋圈10即可取出模具各零部件進(jìn)行維修。

（9）凹模固定板15上設(shè)有一個自動排沖孔廢料的槽，減少了操作者的勞動強(qiáng)度，并消除安全隱患，因為傳統(tǒng)的沖孔模一般設(shè)置直通的廢料槽，需操作者定時用輔助工具將沖孔廢料從下模廢料槽中排出，不及時處理廢料容易損壞模具。

4 結(jié)束語

經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)證明，應(yīng)用上述上、下側(cè)同時沖孔的成形工藝，可保證零件各尺寸和使用性能均達(dá)到要求。該成形工藝及模具結(jié)構(gòu)解決了斜楔式側(cè)沖孔工藝中模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、模具使用壽命短等問題，簡化了模具結(jié)構(gòu)，降低了生產(chǎn)成本。