軸瓦自動(dòng)進(jìn)出料沖孔模的設(shè)計(jì)

上海菲特爾莫古軸瓦有限公司 （200072） 張國(guó)娟

上海通用汽車有限公司 （201206） 龔紅衛(wèi)

近年來，隨著汽車市場(chǎng)不斷翻新變化，各類軸瓦新品種也隨之?dāng)U大。根據(jù)市場(chǎng)需求量小且品種雜的特點(diǎn)，改進(jìn)原有陳舊單件生產(chǎn)設(shè)備，使之轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)生產(chǎn)小批量且通用性強(qiáng)的模具成為了必須。在此，介紹一下沖孔由手工改進(jìn)為帶有自動(dòng)進(jìn)出料的沖孔模，其不僅操作方便，且安全性強(qiáng)、生產(chǎn)效率高、通用性強(qiáng)、換模速度快、互換精度好。

一、改進(jìn)方向

1.提高勞動(dòng)生產(chǎn)率

（1）沖孔方式改變 原沖孔方式是通過手拿住軸瓦放入凹模內(nèi)，沖頭裝在上模板上，沖孔從合金層沖到鋼背層，鋼背層有毛刺產(chǎn)生，后道工序必須要進(jìn)行鋼背锪孔去毛刺；新沖孔模，沖孔從鋼背往合金沖孔，可減少軸瓦鋼背锪孔去毛刺道序。

（2）新沖孔模 采用自動(dòng)進(jìn)出料，提高生產(chǎn)效率；單模每班產(chǎn)量從原來2600片提高到了7200片。

2.提高操作安全

采用自動(dòng)進(jìn)出料導(dǎo)軌避免了手入模。原沖孔方式是通過手拿住軸瓦放入凹模內(nèi)，沖頭裝在上模板上，然后通過手拿住軸瓦，按下按鈕進(jìn)行沖孔，軸瓦外徑大的手還可以拿住，軸瓦外徑小的很難拿，且手入模比較危險(xiǎn)，通過改進(jìn)避免了安全隱患。

二、具體設(shè)計(jì)

1.自動(dòng)進(jìn)出料沖孔模的具體實(shí)施

如圖1所示，自動(dòng)進(jìn)出料沖孔模示意包括凹模5安裝在工作臺(tái)上，凹模5兩端分別設(shè)有進(jìn)料口6和出料口3，該進(jìn)料口6與進(jìn)料導(dǎo)軌11相連接，該出料口3與出料導(dǎo)軌2相連接，還包括送料氣缸8安裝在工作臺(tái)上，進(jìn)料口6位于凹模5和送料氣缸8之間，且送料氣缸8送料方向與進(jìn)料導(dǎo)軌11的進(jìn)料方向相垂直，送料方向?yàn)閳D中B向所示，進(jìn)料方向?yàn)閳D中A向所示，出料方向?yàn)閳D中C向所示。

圖1 軸瓦自動(dòng)進(jìn)出料沖孔模加工結(jié)構(gòu)示意

如圖2所示，進(jìn)料導(dǎo)軌11是沿進(jìn)料方向A向下傾斜的，便于軸瓦利用本身的自重滑下進(jìn)入加工部位導(dǎo)軌。且出料導(dǎo)軌2是沿出料方向C向下傾斜的，傾斜角度可調(diào)節(jié)，便于沖完孔的軸瓦靠本身的自重沿著出料導(dǎo)軌翻身滑下。

圖2 軸瓦自動(dòng)進(jìn)出料沖孔模進(jìn)料部分結(jié)構(gòu)

進(jìn)料時(shí)，將軸瓦一片片放入帶傾斜角度的進(jìn)料導(dǎo)軌11，通過軸瓦本身的自重在進(jìn)料導(dǎo)軌11中滑下進(jìn)入進(jìn)料口6，進(jìn)料導(dǎo)軌11上安裝有一傳感器1，當(dāng)進(jìn)料導(dǎo)軌11上的料放到傳感器1高度時(shí)，傳感器1給送料汽缸8信號(hào)，送料汽缸8通過頭部帶的磁性推料頭7送料到凹模芯座4靠近進(jìn)料口6的端面處，凹模芯座4的該進(jìn)料端面帶導(dǎo)角，便于接收定位軸瓦料。然后，通過調(diào)節(jié)凹模芯座4上的定位螺栓9長(zhǎng)度來調(diào)節(jié)孔的對(duì)稱度。凹模芯座4側(cè)面裝有一傳感器，當(dāng)軸瓦被推到凹模芯座4處時(shí)，該傳感器給沖壓機(jī)信號(hào)，然后沖頭沖下進(jìn)行沖孔作業(yè)。同時(shí)，該傳感器給送料氣缸8信號(hào)，磁性送料頭7從送料氣缸8退回。當(dāng)沖頭脫模后，送料氣缸8再送第二片軸瓦到凹模芯座4處，同時(shí)將沖完孔的軸瓦推出沖孔區(qū)域，接著沖下一片軸瓦料，依次循環(huán)。

當(dāng)進(jìn)料導(dǎo)軌11上的料低于傳感器1位置時(shí)，沖壓機(jī)自動(dòng)停下，當(dāng)料再次放到高于傳感器1位置時(shí)，沖壓機(jī)繼續(xù)作業(yè)，從而可以很好控制進(jìn)料速度。沖孔完成后，后一片軸瓦推動(dòng)前一片軸瓦，當(dāng)出料導(dǎo)軌2上積幾片軸瓦后，通過調(diào)節(jié)該出料導(dǎo)軌2的角度，使得沖完孔的軸瓦由于本身的自重沿著出料導(dǎo)軌2翻身進(jìn)入出料整理區(qū)，呈一片片順序排列，由操作人員成把取出。

2.沖孔模試制過程中關(guān)鍵技術(shù)問題

（1）沖孔時(shí)軸瓦外圓鋼背層發(fā)生變形 本裝置設(shè)計(jì)的沖孔是從軸瓦鋼背層沖到合金層，以避免毛刺產(chǎn)生，但卻容易引起軸瓦外圓面鋼背層貼合面的破壞。采用的解決方案如圖3所示，設(shè)計(jì)了一個(gè)凹模芯座安裝在工作臺(tái)上，凹模芯座的頂面為半圓柱面，凹模鑲嵌在凹模芯座內(nèi)，凹模的頂面高于凹模芯座的頂面，高出的距離以0.15～0.20mm為宜，軸瓦沖孔時(shí)，孔附近區(qū)域的軸瓦內(nèi)表面與凹模頂面緊密貼合，而軸瓦內(nèi)表面上其他區(qū)域是貼在凹模芯座的半圓柱面上，這樣沖孔時(shí)在保證圓孔精度的同時(shí)又能大幅減小軸瓦變形，保證軸瓦在使用裝配時(shí)外圓與座孔的貼合度，且因?yàn)榘寄Ｊ且讚p件，設(shè)計(jì)中將凹模固定在凹模芯座中，更換凹模也非常方便，換模速度快，互換精度好。

（2）軸瓦定位不穩(wěn)定 由于采用氣缸送料，氣缸有沖擊力，定位不是很穩(wěn)定，軸瓦在寬度方向?qū)ΨQ度要求0.4mm很難保證。解決方案是送料氣缸8的頭部安裝磁性送料頭7，該磁性送料頭7包括一

圖3 軸瓦自動(dòng)進(jìn)出料沖孔模凹模安裝部分結(jié)構(gòu)

鋁材料制成的殼體，殼體內(nèi)嵌有永磁鐵，殼體周邊用不銹鋼皮包圍。該磁性送料頭采用鋁材料，可以減輕重量，磁性頭對(duì)軸瓦有吸引作用，從而在送料中對(duì)軸瓦很好的定位。采用不銹鋼皮包住四邊，可減少周圍的磁場(chǎng)作用。再將送料氣缸8上帶有磁性送料頭7，磁性送料頭7可吸住軸瓦并將軸瓦送料到凹模芯座4靠近進(jìn)料口6處的端面處（磁性送料頭7對(duì)軸瓦有定位作用），在該端面處，有一定位螺栓9，定位螺栓9螺紋聯(lián)接在凹模芯座4上，通過旋入、旋出該定位螺栓9，可限制磁性送料頭7的送料位置，即對(duì)軸瓦進(jìn)行定位，保證沖的圓孔在軸瓦寬度方向上的對(duì)稱度要求，軸瓦在沖孔區(qū)域，通過磁性送料頭7和定位螺栓9對(duì)軸瓦進(jìn)行雙定位，保證了圓孔對(duì)稱度要求，采用雙定位后對(duì)稱度最大值在0.12mm左右，從而符合了圖樣要求。

（3）軸瓦沖孔角度調(diào)整 軸瓦有彈張量，每一批次彈張量都有變化，變化值最大在0.5mm左右，由于軸瓦彈張量變化，所以每一批次沖孔角度都會(huì)發(fā)生變化，一般工藝要求角度要求在±1°，此解決方案采用送料氣缸8帶導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)裝置，防止氣缸活塞產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，使送料穩(wěn)定性好。另外，在凹模芯座4底座上安裝壓板，壓板下裝有調(diào)節(jié)彈簧，通過調(diào)節(jié)彈簧來調(diào)節(jié)壓板高低，可調(diào)節(jié)軸瓦沖孔角度。

此自動(dòng)沖孔設(shè)備安裝在250kN沖壓機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)進(jìn)出料，自動(dòng)加工，大幅提高了工作效率和操作安全性，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性好，便于在普通沖壓機(jī)上實(shí)現(xiàn)。

三、進(jìn)一步設(shè)想

進(jìn)一步設(shè)想是在進(jìn)料導(dǎo)軌處加裝計(jì)數(shù)器，并可按生產(chǎn)需求調(diào)節(jié)氣缸送料速度。在出料處加裝一對(duì)防錯(cuò)接近開關(guān)，把自動(dòng)流水線技術(shù)應(yīng)用到單件設(shè)備生產(chǎn)上。