利用集成固定座及凹模镶套实现冲压件加孔

文／罗权·江铃汽车股份有限公司

随着国家汽车尾气排放标准的提高，很多已量产的国五车型必须升级改造以满足国六排放标准。针对汽车白车身而言，汽车配置更改，经常导致冲压件上需要增加孔，左前翼子板内板冲压件就是一个增加冲孔的典型改造。在冷冲压零件上要实现冲孔工艺，基本需要上模的冲头及固定座、下模的凹模镶套和中间压料用的压料芯三大部分来完成。

加孔要求

左前翼子板内板的板料厚度为0.7mm，材质为DC04，该件需要新增两个圆孔(1#、3#孔)、一个长圆孔（2#孔)，如图1 所示。孔的功能是线束安装孔，1#、3#孔的尺寸为(10±0.15)mm，2#孔长轴尺寸为(8.5±0.15)mm、短轴尺寸为(3±0.1)mm。

模具改造方案

根据表1 所示的冲孔间隙选择原则，料厚为0.7mm 的零件，冲头和凹模镶套的单边间隙应选择0.05mm。

由于此零件较小，结合当前的生产线，此零件开发冷冲压模具时，是在手工线上生产的。为节约成本，采用的是左右件双拼工艺实现生产。在模具结构中，4#和5#孔因间距只有7mm，已采用冲头集成在一起的固定座结构，凹模镶套采用的是集成凹模镶套。整个冲压工艺布置很紧凑，模具结构设计也很集约。

表1 冲孔间隙选择原则

经过实物排查，1#圆孔是独立的孔，上下模具都留有一定的空间和位置，可以布置冲头、固定座、凹模镶套，实现冲孔的增加。

2#长圆孔和3#圆孔的间距是14mm，这两个孔刚好在下模仁紧固螺钉的位置，无法直接在2#和3#孔位置上增加凹模镶套标准件，需要避开螺钉孔，借助镶块进行嵌入。初步设计，将2#和3#孔的凹模镶套标准件嵌入一镶块中。经核对，此镶块无空间布置螺钉孔和销钉孔，无法实现镶块的固定。在满足质量要求的情况下，为尽量减少制造加工量，采用将2#、3#、4#、5#孔的凹模镶套同时嵌入一个下模镶块的方案，此下模镶块再通过螺钉和销钉与下模仁实现固定。

在上模实物结构中，4#和5#孔的冲头固定座已集成在一起。初步设想，在不改变此结构的前提下，能否实现2#和3#孔的集成，因孔间距实在太近，标准件无法布置，只能将2#、3#、4#、5#这4 个孔所用冲头集成在一个固定座上。这4 个孔有2 个是长圆孔，需要在集成固定座上设计防转面，以防止长圆孔旋转。

压料芯需要设计冲头过孔和一定的压料面，冲孔位置附近单边至少留有5mm 余量，用于在冲孔时压住板材，实现更好的冲孔质量。此零件设计的冲孔较多，原模具结构中，已使用镶块拼接式结构。为降低制造成本，实现压料功能，如图2 所示，压料芯镶块2 不动，加工过孔，移动螺钉和销钉位置。压料芯镶块1 因位置变更，只能全部重做。

模具加工方案

以上改造方案中，保证加工精度是一个很大的挑战。任何一个环节出现偏差，都无法实现冲孔。换而言之，加工的精确程度决定了本次冷冲压模具改造的成败。为保证加工基准的精确性，在每一个环节都增加了复校步骤。每次机加工都以冷冲压模具的三销为基准，导板导柱互相校核。

在下模座上，以三销为基准，以导板、导柱为复校基准，数控铣2 个逃料孔，配钻一个螺纹孔。在下模仁上，以下模座三销为基准，以导板、导柱为复校基准，数控铣镶块安装面，加工起吊螺纹孔，加工安装螺钉孔。在下模镶块上数控铣型面，以零件上型面为基准，料厚为0.7mm，下模镶块的型面和凹模镶套都需要安装在下模仁上再一起加工，以保证加工精度，如图3 所示。

在上模座上，以三销为基准，用导板导套复校三销，加工镶块安装面，配钻相应螺钉、销钉孔；加工上模镶块，安装相应的冲头及固定座，螺钉、销钉孔钳工配钻。

在压料芯上，以压料芯导板为基准，料厚为0.7mm，以零件上型面为基准，重做压料芯镶块1，加工压料芯镶块2，数控铣压料芯相关内容。

按照上述加工后，最终实现在现有模具上增加冲孔。集成凹模镶套和冲头固定座对机加工精度要求高，但是把握好冷冲压模具的强度，确认好各加工基准，是可以实现生产的。