轴瓦自动进出料冲孔模的设计

2014-08-29上海菲特尔莫古轴瓦有限公司200072张国娟

金属加工(热加工) 2014年7期

上海菲特尔莫古轴瓦有限公司（200072）张国娟

上海通用汽车有限公司（201206）龚红卫

近年来，随着汽车市场不断翻新变化，各类轴瓦新品种也随之扩大。根据市场需求量小且品种杂的特点，改进原有陈旧单件生产设备，使之转变为自动生产小批量且通用性强的模具成为了必须。在此，介绍一下冲孔由手工改进为带有自动进出料的冲孔模，其不仅操作方便，且安全性强、生产效率高、通用性强、换模速度快、互换精度好。

一、改进方向

1.提高劳动生产率

（1）冲孔方式改变原冲孔方式是通过手拿住轴瓦放入凹模内，冲头装在上模板上，冲孔从合金层冲到钢背层，钢背层有毛刺产生，后道工序必须要进行钢背锪孔去毛刺；新冲孔模，冲孔从钢背往合金冲孔，可减少轴瓦钢背锪孔去毛刺道序。

（2）新冲孔模采用自动进出料，提高生产效率；单模每班产量从原来2600片提高到了7200片。

2.提高操作安全

采用自动进出料导轨避免了手入模。原冲孔方式是通过手拿住轴瓦放入凹模内，冲头装在上模板上，然后通过手拿住轴瓦，按下按钮进行冲孔，轴瓦外径大的手还可以拿住，轴瓦外径小的很难拿，且手入模比较危险，通过改进避免了安全隐患。

二、具体设计

1.自动进出料冲孔模的具体实施

如图1所示，自动进出料冲孔模示意包括凹模5安装在工作台上，凹模5两端分别设有进料口6和出料口3，该进料口6与进料导轨11相连接，该出料口3与出料导轨2相连接，还包括送料气缸8安装在工作台上，进料口6位于凹模5和送料气缸8之间，且送料气缸8送料方向与进料导轨11的进料方向相垂直，送料方向为图中B向所示，进料方向为图中A向所示，出料方向为图中C向所示。

图1 轴瓦自动进出料冲孔模加工结构示意

如图2所示，进料导轨11是沿进料方向A向下倾斜的，便于轴瓦利用本身的自重滑下进入加工部位导轨。且出料导轨2是沿出料方向C向下倾斜的，倾斜角度可调节，便于冲完孔的轴瓦靠本身的自重沿着出料导轨翻身滑下。

图2 轴瓦自动进出料冲孔模进料部分结构

进料时，将轴瓦一片片放入带倾斜角度的进料导轨11，通过轴瓦本身的自重在进料导轨11中滑下进入进料口6，进料导轨11上安装有一传感器1，当进料导轨11上的料放到传感器1高度时，传感器1给送料汽缸8信号，送料汽缸8通过头部带的磁性推料头7送料到凹模芯座4靠近进料口6的端面处，凹模芯座4的该进料端面带导角，便于接收定位轴瓦料。然后，通过调节凹模芯座4上的定位螺栓9长度来调节孔的对称度。凹模芯座4侧面装有一传感器，当轴瓦被推到凹模芯座4处时，该传感器给冲压机信号，然后冲头冲下进行冲孔作业。同时，该传感器给送料气缸8信号，磁性送料头7从送料气缸8退回。当冲头脱模后，送料气缸8再送第二片轴瓦到凹模芯座4处，同时将冲完孔的轴瓦推出冲孔区域，接着冲下一片轴瓦料，依次循环。

当进料导轨11上的料低于传感器1位置时，冲压机自动停下，当料再次放到高于传感器1位置时，冲压机继续作业，从而可以很好控制进料速度。冲孔完成后，后一片轴瓦推动前一片轴瓦，当出料导轨2上积几片轴瓦后，通过调节该出料导轨2的角度，使得冲完孔的轴瓦由于本身的自重沿着出料导轨2翻身进入出料整理区，呈一片片顺序排列，由操作人员成把取出。

2.冲孔模试制过程中关键技术问题

（1）冲孔时轴瓦外圆钢背层发生变形本装置设计的冲孔是从轴瓦钢背层冲到合金层，以避免毛刺产生，但却容易引起轴瓦外圆面钢背层贴合面的破坏。采用的解决方案如图3所示，设计了一个凹模芯座安装在工作台上，凹模芯座的顶面为半圆柱面，凹模镶嵌在凹模芯座内，凹模的顶面高于凹模芯座的顶面，高出的距离以0.15～0.20mm为宜，轴瓦冲孔时，孔附近区域的轴瓦内表面与凹模顶面紧密贴合，而轴瓦内表面上其他区域是贴在凹模芯座的半圆柱面上，这样冲孔时在保证圆孔精度的同时又能大幅减小轴瓦变形，保证轴瓦在使用装配时外圆与座孔的贴合度，且因为凹模是易损件，设计中将凹模固定在凹模芯座中，更换凹模也非常方便，换模速度快，互换精度好。

（2）轴瓦定位不稳定由于采用气缸送料，气缸有冲击力，定位不是很稳定，轴瓦在宽度方向对称度要求0.4mm很难保证。解决方案是送料气缸8的头部安装磁性送料头7，该磁性送料头7包括一

图3 轴瓦自动进出料冲孔模凹模安装部分结构

铝材料制成的壳体，壳体内嵌有永磁铁，壳体周边用不锈钢皮包围。该磁性送料头采用铝材料，可以减轻重量，磁性头对轴瓦有吸引作用，从而在送料中对轴瓦很好的定位。采用不锈钢皮包住四边，可减少周围的磁场作用。再将送料气缸8上带有磁性送料头7，磁性送料头7可吸住轴瓦并将轴瓦送料到凹模芯座4靠近进料口6处的端面处（磁性送料头7对轴瓦有定位作用），在该端面处，有一定位螺栓9，定位螺栓9螺纹联接在凹模芯座4上，通过旋入、旋出该定位螺栓9，可限制磁性送料头7的送料位置，即对轴瓦进行定位，保证冲的圆孔在轴瓦宽度方向上的对称度要求，轴瓦在冲孔区域，通过磁性送料头7和定位螺栓9对轴瓦进行双定位，保证了圆孔对称度要求，采用双定位后对称度最大值在0.12mm左右，从而符合了图样要求。

（3）轴瓦冲孔角度调整轴瓦有弹张量，每一批次弹张量都有变化，变化值最大在0.5mm左右，由于轴瓦弹张量变化，所以每一批次冲孔角度都会发生变化，一般工艺要求角度要求在±1°，此解决方案采用送料气缸8带导向驱动装置，防止气缸活塞产生扭转，使送料稳定性好。另外，在凹模芯座4底座上安装压板，压板下装有调节弹簧，通过调节弹簧来调节压板高低，可调节轴瓦冲孔角度。

此自动冲孔设备安装在250kN冲压机上，实现了自动进出料，自动加工，大幅提高了工作效率和操作安全性，且结构简单，通用性好，便于在普通冲压机上实现。