利用集成固定座及凹模鑲套實現沖壓件加孔

文／羅權·江鈴汽車股份有限公司

隨著國家汽車尾氣排放標準的提高，很多已量產的國五車型必須升級改造以滿足國六排放標準。針對汽車白車身而言，汽車配置更改，經常導致沖壓件上需要增加孔，左前翼子板內板沖壓件就是一個增加沖孔的典型改造。在冷沖壓零件上要實現沖孔工藝，基本需要上模的沖頭及固定座、下模的凹模鑲套和中間壓料用的壓料芯三大部分來完成。

加孔要求

左前翼子板內板的板料厚度為0.7mm，材質為DC04，該件需要新增兩個圓孔(1#、3#孔)、一個長圓孔（2#孔)，如圖1 所示。孔的功能是線束安裝孔，1#、3#孔的尺寸為(10±0.15)mm，2#孔長軸尺寸為(8.5±0.15)mm、短軸尺寸為(3±0.1)mm。

模具改造方案

根據表1 所示的沖孔間隙選擇原則，料厚為0.7mm 的零件，沖頭和凹模鑲套的單邊間隙應選擇0.05mm。

由于此零件較小，結合當前的生產線，此零件開發冷沖壓模具時，是在手工線上生產的。為節約成本，采用的是左右件雙拼工藝實現生產。在模具結構中，4#和5#孔因間距只有7mm，已采用沖頭集成在一起的固定座結構，凹模鑲套采用的是集成凹模鑲套。整個沖壓工藝布置很緊湊，模具結構設計也很集約。

表1 沖孔間隙選擇原則

經過實物排查，1#圓孔是獨立的孔，上下模具都留有一定的空間和位置，可以布置沖頭、固定座、凹模鑲套，實現沖孔的增加。

2#長圓孔和3#圓孔的間距是14mm，這兩個孔剛好在下模仁緊固螺釘的位置，無法直接在2#和3#孔位置上增加凹模鑲套標準件，需要避開螺釘孔，借助鑲塊進行嵌入。初步設計，將2#和3#孔的凹模鑲套標準件嵌入一鑲塊中。經核對，此鑲塊無空間布置螺釘孔和銷釘孔，無法實現鑲塊的固定。在滿足質量要求的情況下，為盡量減少制造加工量，采用將2#、3#、4#、5#孔的凹模鑲套同時嵌入一個下模鑲塊的方案，此下模鑲塊再通過螺釘和銷釘與下模仁實現固定。

在上模實物結構中，4#和5#孔的沖頭固定座已集成在一起。初步設想，在不改變此結構的前提下，能否實現2#和3#孔的集成，因孔間距實在太近，標準件無法布置，只能將2#、3#、4#、5#這4 個孔所用沖頭集成在一個固定座上。這4 個孔有2 個是長圓孔，需要在集成固定座上設計防轉面，以防止長圓孔旋轉。

壓料芯需要設計沖頭過孔和一定的壓料面，沖孔位置附近單邊至少留有5mm 余量，用于在沖孔時壓住板材，實現更好的沖孔質量。此零件設計的沖孔較多，原模具結構中，已使用鑲塊拼接式結構。為降低制造成本，實現壓料功能，如圖2 所示，壓料芯鑲塊2 不動，加工過孔，移動螺釘和銷釘位置。壓料芯鑲塊1 因位置變更，只能全部重做。

模具加工方案

以上改造方案中，保證加工精度是一個很大的挑戰。任何一個環節出現偏差，都無法實現沖孔。換而言之，加工的精確程度決定了本次冷沖壓模具改造的成敗。為保證加工基準的精確性，在每一個環節都增加了復校步驟。每次機加工都以冷沖壓模具的三銷為基準，導板導柱互相校核。

在下模座上，以三銷為基準，以導板、導柱為復?；鶞剩瑪悼劂? 個逃料孔，配鉆一個螺紋孔。在下模仁上，以下模座三銷為基準，以導板、導柱為復校基準，數控銑鑲塊安裝面，加工起吊螺紋孔，加工安裝螺釘孔。在下模鑲塊上數控銑型面，以零件上型面為基準，料厚為0.7mm，下模鑲塊的型面和凹模鑲套都需要安裝在下模仁上再一起加工，以保證加工精度，如圖3 所示。

在上模座上，以三銷為基準，用導板導套復校三銷，加工鑲塊安裝面，配鉆相應螺釘、銷釘孔；加工上模鑲塊，安裝相應的沖頭及固定座，螺釘、銷釘孔鉗工配鉆。

在壓料芯上，以壓料芯導板為基準，料厚為0.7mm，以零件上型面為基準，重做壓料芯鑲塊1，加工壓料芯鑲塊2，數控銑壓料芯相關內容。

按照上述加工后，最終實現在現有模具上增加沖孔。集成凹模鑲套和沖頭固定座對機加工精度要求高，但是把握好冷沖壓模具的強度，確認好各加工基準，是可以實現生產的。