鋼板彈簧座沖孔模及剛性卸料設計

文/曾新橋·衡陽技師學院

鋼板彈簧座沖孔模及剛性卸料設計

文/曾新橋·衡陽技師學院

某車型鋼板彈簧座零件圖（圖1），材料為Q235A，厚度為6mm。鋼板彈簧座在汽車上對鋼板彈簧主要起定位和支承作用，彈簧座上的孔與鋼板彈簧上的銷子是間隙配合。另外，鋼板彈簧有一個斜角，鋼板彈簧上孔的大小和位置度的精度直接影響鋼板彈簧的定位安裝。早期同類產品的沖孔模具大都是彈性卸料裝置，采用先沖孔，以孔定位再成形的工藝生產。這種工藝生產的定位孔易變形成橢圓形，會導致工件成形后取出困難，且孔的位置度也達不到圖紙要求，產品質量不穩定，生產效率低，模具故障率高，操作不方便。為改變現狀，公司決定改變工藝方案，即先沖大孔定位、成形后再沖小孔并采用剛性卸料裝置。由圖1可知該工件的特點是孔的尺寸和位置精度要求較高，經過對模具和工藝設計進行調整，解決了上述問題，并取得了一定成效。

圖1 鋼板彈簧座零件尺寸及精度

工藝流程

鋼板彈簧座（圖2）沖壓工藝流程改為在成形前先鉆一小孔，成形后，進行沖孔、擴孔。通過定位座鋼板剛性卸料，不需要彈簧或橡膠進行卸料。根據產品特點設計專用沖模，既能有效確保產品質量，又能大大提高生產效率。

圖2 鋼板彈簧座

圖3 上模結構

沖裁設備選擇

通過計算，整套模具沖兩孔總沖裁力為65t。由于材料較厚，考慮安全性因素，剛性卸料裝置選擇100t油壓機比較適合。

凸、凹模刃口尺寸設計

此模具沖孔凸、凹模采用配合加工方式，沖頭大小與產品尺寸一致，為保證產品沖孔尺寸可靠性，沖孔時以凸模尺寸為準，與產品尺寸相同，凹模尺寸在原凸模上放大0.60～0.65mm。

結構及工作原理

⑴模具，上模包括模柄、上模座、內六角螺栓M12、固定銷、導套、凸模固定板、沖頭凸模I、沖頭凸模II，如圖3所示。下模包括下模座、導柱、定位座剛性卸料板、凹模、固定銷、內六角螺釘M10、定位板、固定螺栓M8，如圖4所示。

圖4 下模結構

⑵模具采用雙導套、雙導柱模架。上下模座均采用45鋼。淬火硬度控制在32～35HRC。導套一端緊配于上模座兩端中，導套內孔與下模座的導柱滑配，導柱另一端緊配于下模座中，導套、導柱材料均采用20鋼，淬火硬度控制在40～45HRC，其中導柱表面采用滲碳處理，加工上模座的導套孔和下模座的導柱孔時應與導套、導柱配合完成。另外，在上模座中配有用于對準機床中心模柄，采用45鋼調質材料。

圖5 生產現場

⑶模具沖兩孔同時進行，剛性卸料。首先把產品安裝在下模座上的凹模上、通過下模座中的凹模和定位板定位，凸、凹模合模后，上模座的導套內孔與下模座的導柱滑配定好模具位置，對好機床中心后，打好壓板，方可進行試沖運動。上模座的沖頭凸模I和沖頭凸模II緊配于上模中的凸模固定板中，凹模用內六角螺釘固定于下模座上，模柄緊配于上模座上，凸模固定板用內六角螺釘固定于上模座上，定位板、凸模固定板材料均采用45鋼，調質處理。凸、凹模材料采用Cr12MoV，配合加工、淬火硬度控制在56～60HRC間。

⑷在模具的下模座中間配有定位剛性卸料板，用于沖孔后進行卸料，這樣方便卸料、取料。材料采用45鋼，淬火硬度控制在32～38HRC間。

⑸模具安裝到相匹配的沖床上，使模具壓力中心與機床的中心重合，調節模具閉合高度和機床的沖力，模具采用后置式導柱結構，方便操作和保障安全。沖孔凸模通過螺釘固定在上模固定板上，沖頭上部墊上墊板，便于維護、更換；沖孔凹模通過凹模固定板固定在下模板上，凹模上方設置卸料板。工作時，工件從卸料板與卸料板間的縫隙裝入，卸料板與凹模頂面之間的間隙要大于工件的厚度，方便工件裝取。剛性卸料裝置的好處是結構簡單、操作方便，模具故障率降低，產品質量易于保證，生產效率高。生產現場如圖5所示。

結束語

根據修改后的工藝方案設計沖孔剛性卸料模具，在使用過程中發現：模具結構簡單、制造費用低、安全性能好、維護維修方便、產品質量穩定、生產效率高，尤其是采用剛性卸料裝置卸料更為方便、快捷。在一年的使用過程中，技術人員統計產品的質量狀況，產品2孔的尺寸和位置精度均能達到圖紙要求，生產效率較使用彈性卸料裝置同類產品提高了40%，模具故障率下降了30%，產品時間縮短了20%。因此，采用新模具生產不僅提升了產品質量，而且大大提高了生產效率，在同類產品的設計和生產中有一定的推廣應用價值。