江铃底盘：导向杆座冲孔工艺及模具设计

1零件冲压工艺分析

导向杆座是汽车驱动后桥总成中基础零件之一，某车型后桥导向杆座是采用3.0 mm厚的SAPH440酸洗板经冲压加工制成，其结构及主要尺寸如图1所示。零件两侧孔的同轴度要求较高，弯曲时由于零件不能准确定位和两边弯曲摩擦力不一致等原因，导致两侧孔的同轴度偏差较大，为了保证其同轴度，在零件弯曲后再加工两侧孔。

图1 导向杆座

从技术及装配工艺等方面考虑，导向杆座张口平行度≤1.0 mm，两侧孔的同轴度要求≤0.5 mm，零件弯曲后可采用斜楔式侧冲孔工艺或机械加工工艺保证两侧孔同轴度，若采用斜楔式侧冲孔工艺，存在模具结构复杂、制作周期长、成形零件质量不稳定（冲孔毛刺超差）、模具使用寿命短等缺点；采用机械加工工艺，生产效率低且成本高，因此这2种方法均不适用于此零件大批量生产。通过对零件结构及特性进行分析，采取在导向杆座上、下同时冲侧孔的成形方式。

2模具结构及工作过程

经工艺分析，设计的导向杆座上、下同时冲侧孔模具结构如图2所示, 模具安装在JB21-63压力机上，模具安装过程如下。

图2 冲孔模结构

1.模柄 2.上模座 3.上垫板 4.卸料弹簧 5.上凸模固定板 6.冲上侧孔凸模 7.侧挡板 8.卸料板 9.卸料套 10.弹性挡圈 11.冲上侧孔凹模 12.上限位套 13.导套 14.冲下侧孔凹模 15.凹模固定板 16.导柱 17.卸料橡胶 18.下限位套 19.冲下侧孔凸模 20.复位弹簧 21.下凸模固定板 22.下垫板 23.下模座

（1）冲上侧孔凸模6通过过盈配合安装在上凸模固定板5的凸模固定孔中，侧挡板7通过过盈配合安装在上凸模固定板5的挡板固定孔中，上端面通过螺钉与上垫板3连接。

（2）模柄1通过过盈配合安装在上模座2的模柄固定孔中，上模座2、上垫板3通过螺钉及定位销与上凸模固定板5连接，4根卸料弹簧4预压缩安装在上凸模固定板5和上垫板3各对应的卸料孔中，卸料套9通过过盈配合安装在卸料板8的固定孔中，卸料板8组合件通过间隙配合分别穿过冲上侧孔凸模6和侧挡板7，并通过卸料螺钉与卸料弹簧4、上凸模固定板5、上垫板3、上模座2活动连接。

（3）冲下侧孔凸模19通过过盈配合安装在下凸模固定板21的凸模固定孔中，3根导柱16通过过盈配合安装在下凸模固定板21各对应的导柱孔中，下端面通过螺钉与下垫板22连接。

（4）下模座23、下垫板22通过螺钉及定位销与下凸模固定板21连接，卸料橡胶17通过过盈配合套在冲下侧孔凸模19的外面，3根复位弹簧20通过间隙配合套在各对应导柱16的外面，3个下限位套18通过间隙配合套在各对应的复位弹簧20的外面。

（5）冲上侧孔凹模11和冲下侧孔凹模14通过过盈配合分别安装在凹模固定板15各对应的上、下凹模固定孔中，3个导套13通过过盈配合安装在凹模固定板15各对应的导套孔中，凹模固定板15组合件通过间隙配合穿过导柱16放在复位弹簧20和卸料橡胶17上，3个上限位套12通过间隙配合穿过导柱16放在凹模固定板15上，3个弹性挡圈10分别卡在导柱16各卡槽中。

模具工作过程如下。

（1）将前工序弯曲后的预制件放在凹模固定板15上，并用凹模固定板15上表面2个凸台定位零件前、后直边。

（2）开动压力机，上模座2随压力机滑块向下运行，侧挡板7先挡紧零件侧端面，对零件进行刚性定位，然后随着上模座2持续向下运动，卸料套9在卸料弹簧4的压力作用下与凹模固定板15的上表面先压紧零件上表面，然后在卸料橡胶17的压力作用下与凹模固定板15的下表面压紧零件下表面，直到卸料板8的上表面接触上凸模固定板5的下表面、上限位套12的上表面接触卸料板8的下表面及下限位套18的上表面接触凹模固定板15的下表面为止，冲上侧孔凸模6与冲上侧孔凹模11完成零件上边的冲孔，冲下侧孔凸模19与冲下侧孔凹模14完成零件下边的冲孔。

（3）零件冲孔完成后，压力机滑块带动模具的上模回位，卸料套9在卸料弹簧4的作用力下从零件的上表面卸下，卸料橡胶17和复位弹簧20从零件的下表面卸下，冲孔废料从凹模固定板15的废料槽中落到下模废料孔中，从下模和压力机下工作台漏出，再用辅助工具从凹模固定板15上取出成形零件。

3模具设计要点

（1）导柱16固定在下凸模固定板21上，导套13固定在凹模固定板15上，导柱16与导套13的双面间隙为0.08~0.10 mm，导柱16与上凸模固定板5导向孔的双面间隙为0.08~0.10 mm，这样模具上、下冲孔间隙的均匀度由机床的精度保证，这就保证了零件上、下冲孔的质量，并使冲孔毛刺均匀，防止零件因冲孔毛刺过大，导致取件困难。

（2）凹模固定板15上表面设有2个凸台用来定位零件两直边，上模设有侧挡板7并固定在上凸模固定板5中，这样刚性定位装置的侧挡板7在冲孔前先挡住零件侧端面，防止零件冲孔时向外窜动，保证零件冲孔后孔距控制在（22±0.5） mm和（20±0.5） mm，如图3所示。

图3 凹模固定板结构

（3）模具下模设有3个下限位套18，这样上模到下止点时就有3个下限位套18支撑凹模固定板15，保证凹模固定板15的强度。

（4）冲上侧孔凹模11和冲下侧孔凹模14采用镶件结构，固定在凹模固定板15中，并使冲上侧孔凹模11和冲下侧孔凹模14的平面均高出凹模固定板15的平面0.15~0.20 mm，且装配后总高度要比零件弯曲张口尺寸小0.3 mm，冲孔时可防止上、下卸料装置将零件弯曲张口尺寸压得偏小，保证了零件冲孔后的平行度和张口尺寸，同时方便取件。

（5）模具上模部分采用镶嵌式刚性卸料（分为卸料板8和卸料套9），下模部分采用弹性卸料，卸料套9的外径为φ20 mm，卸料橡胶17的外径为φ25 mm，冲孔时只有卸料套9和卸料橡胶17压在零件孔周围，而不是压在整个零件上，可防止冲孔时上、下卸料装置将零件弯曲张口尺寸压得偏小，致使取件困难。

（6）凹模固定板15设有3根导柱16进行导向，而凹模固定板15下面设有3根复位弹簧20进行支撑，既保证了凹模固定板15的精度，又使凹模固定板15上、下运动平稳和舒畅。

（7）模具设有上限位套12和下限位套18，保证模具冲孔时，冲上侧孔凸模6进入冲上侧孔凹模11的刃口深度与冲下侧孔凸模19进入冲下侧孔凹模14的刃口深度一致，使零件上、下侧能同时冲孔。

（8）导柱16上设有卡槽用来安装弹性挡圈10，既可防止冲孔时凹模固定板15和上限位套12弹出导柱16或卡在导柱16上，又能使模具维修方便、快捷，只要拆下弹性挡圈10即可取出模具各零部件进行维修。

（9）凹模固定板15上设有一个自动排冲孔废料的槽，减少了操作者的劳动强度，并消除安全隐患，因为传统的冲孔模一般设置直通的废料槽，需操作者定时用辅助工具将冲孔废料从下模废料槽中排出，不及时处理废料容易损坏模具。

▍原文作者：邱庚龙

▍作者单位：江铃底盘股份有限公司