钢板弹簧座冲孔模及刚性卸料设计

文/曾新桥·衡阳技师学院

钢板弹簧座冲孔模及刚性卸料设计

文/曾新桥·衡阳技师学院

某车型钢板弹簧座零件图（图1），材料为Q235A，厚度为6mm。钢板弹簧座在汽车上对钢板弹簧主要起定位和支承作用，弹簧座上的孔与钢板弹簧上的销子是间隙配合。另外，钢板弹簧有一个斜角，钢板弹簧上孔的大小和位置度的精度直接影响钢板弹簧的定位安装。早期同类产品的冲孔模具大都是弹性卸料装置，采用先冲孔，以孔定位再成形的工艺生产。这种工艺生产的定位孔易变形成椭圆形，会导致工件成形后取出困难，且孔的位置度也达不到图纸要求，产品质量不稳定，生产效率低，模具故障率高，操作不方便。为改变现状，公司决定改变工艺方案，即先冲大孔定位、成形后再冲小孔并采用刚性卸料装置。由图1可知该工件的特点是孔的尺寸和位置精度要求较高，经过对模具和工艺设计进行调整，解决了上述问题，并取得了一定成效。

图1 钢板弹簧座零件尺寸及精度

工艺流程

钢板弹簧座（图2）冲压工艺流程改为在成形前先钻一小孔，成形后，进行冲孔、扩孔。通过定位座钢板刚性卸料，不需要弹簧或橡胶进行卸料。根据产品特点设计专用冲模，既能有效确保产品质量，又能大大提高生产效率。

图2 钢板弹簧座

图3 上模结构

冲裁设备选择

通过计算，整套模具冲两孔总冲裁力为65t。由于材料较厚，考虑安全性因素，刚性卸料装置选择100t油压机比较适合。

凸、凹模刃口尺寸设计

此模具冲孔凸、凹模采用配合加工方式，冲头大小与产品尺寸一致，为保证产品冲孔尺寸可靠性，冲孔时以凸模尺寸为准，与产品尺寸相同，凹模尺寸在原凸模上放大0.60～0.65mm。

结构及工作原理

⑴模具，上模包括模柄、上模座、内六角螺栓M12、固定销、导套、凸模固定板、冲头凸模I、冲头凸模II，如图3所示。下模包括下模座、导柱、定位座刚性卸料板、凹模、固定销、内六角螺钉M10、定位板、固定螺栓M8，如图4所示。

图4 下模结构

⑵模具采用双导套、双导柱模架。上下模座均采用45钢。淬火硬度控制在32～35HRC。导套一端紧配于上模座两端中，导套内孔与下模座的导柱滑配，导柱另一端紧配于下模座中，导套、导柱材料均采用20钢，淬火硬度控制在40～45HRC，其中导柱表面采用渗碳处理，加工上模座的导套孔和下模座的导柱孔时应与导套、导柱配合完成。另外，在上模座中配有用于对准机床中心模柄，采用45钢调质材料。

图5 生产现场

⑶模具冲两孔同时进行，刚性卸料。首先把产品安装在下模座上的凹模上、通过下模座中的凹模和定位板定位，凸、凹模合模后，上模座的导套内孔与下模座的导柱滑配定好模具位置，对好机床中心后，打好压板，方可进行试冲运动。上模座的冲头凸模I和冲头凸模II紧配于上模中的凸模固定板中，凹模用内六角螺钉固定于下模座上，模柄紧配于上模座上，凸模固定板用内六角螺钉固定于上模座上，定位板、凸模固定板材料均采用45钢，调质处理。凸、凹模材料采用Cr12MoV，配合加工、淬火硬度控制在56～60HRC间。

⑷在模具的下模座中间配有定位刚性卸料板，用于冲孔后进行卸料，这样方便卸料、取料。材料采用45钢，淬火硬度控制在32～38HRC间。

⑸模具安装到相匹配的冲床上，使模具压力中心与机床的中心重合，调节模具闭合高度和机床的冲力，模具采用后置式导柱结构，方便操作和保障安全。冲孔凸模通过螺钉固定在上模固定板上，冲头上部垫上垫板，便于维护、更换；冲孔凹模通过凹模固定板固定在下模板上，凹模上方设置卸料板。工作时，工件从卸料板与卸料板间的缝隙装入，卸料板与凹模顶面之间的间隙要大于工件的厚度，方便工件装取。刚性卸料装置的好处是结构简单、操作方便，模具故障率降低，产品质量易于保证，生产效率高。生产现场如图5所示。

结束语

根据修改后的工艺方案设计冲孔刚性卸料模具，在使用过程中发现：模具结构简单、制造费用低、安全性能好、维护维修方便、产品质量稳定、生产效率高，尤其是采用刚性卸料装置卸料更为方便、快捷。在一年的使用过程中，技术人员统计产品的质量状况，产品2孔的尺寸和位置精度均能达到图纸要求，生产效率较使用弹性卸料装置同类产品提高了40%，模具故障率下降了30%，产品时间缩短了20%。因此，采用新模具生产不仅提升了产品质量，而且大大提高了生产效率，在同类产品的设计和生产中有一定的推广应用价值。