導向桿座沖孔工藝及模具設計

邱庚龍

（江鈴底盤股份有限公司， 江西 撫州 344000）

0 引 言

汽車驅動橋為傳遞牽引力、制動力及相應的反作用力矩，需要將導向桿安裝在焊接于汽車驅動橋殼本體上的導向桿座上面。導向桿的作用是保證一個滑動物體按照指定的軌道前進，減小滑動物體在垂直于指定軌道方向的位移偏差，增加運轉精度。為保證導向桿的安裝精度，需要控制導向桿座的安裝孔（兩邊的側孔）同軸度的精度。

1 零件沖壓工藝分析

導向桿座是汽車驅動后橋總成中基礎零件之一，某車型后橋導向桿座是采用3.0 mm厚的SAPH440酸洗板經沖壓加工制成，其結構及主要尺寸如圖1所示。零件兩側孔的同軸度要求較高，彎曲時由于零件不能準確定位和兩邊彎曲摩擦力不一致等原因，導致兩側孔的同軸度偏差較大，為了保證其同軸度，在零件彎曲后再加工兩側孔。

圖1 導向桿座

從技術及裝配工藝等方面考慮，導向桿座張口平行度≤1.0 mm，兩側孔的同軸度要求≤0.5 mm，零件彎曲后可采用斜楔式側沖孔工藝或機械加工工藝保證兩側孔同軸度，若采用斜楔式側沖孔工藝，存在模具結構復雜、制作周期長、成形零件質量不穩定（沖孔毛刺超差）、模具使用壽命短等缺點；采用機械加工工藝，生產效率低且成本高，因此這2種方法均不適用于此零件大批量生產。通過對零件結構及特性進行分析，采取在導向桿座上、下同時沖側孔的成形方式。

2 模具結構及工作過程

經工藝分析，設計的導向桿座上、下同時沖側孔模具結構如圖2所示, 模具安裝在JB21-63壓力機上，模具安裝過程如下。

圖2 沖孔模結構

（1）沖上側孔凸模6通過過盈配合安裝在上凸模固定板5的凸模固定孔中，側擋板7通過過盈配合安裝在上凸模固定板5的擋板固定孔中，上端面通過螺釘與上墊板3連接。

（2）模柄1通過過盈配合安裝在上模座2的模柄固定孔中，上模座2、上墊板3通過螺釘及定位銷與上凸模固定板5連接，4根卸料彈簧4預壓縮安裝在上凸模固定板5和上墊板3各對應的卸料孔中，卸料套9通過過盈配合安裝在卸料板8的固定孔中，卸料板8組合件通過間隙配合分別穿過沖上側孔凸模6和側擋板7，并通過卸料螺釘與卸料彈簧4、上凸模固定板5、上墊板3、上模座2活動連接。

（3）沖下側孔凸模19通過過盈配合安裝在下凸模固定板21的凸模固定孔中，3根導柱16通過過盈配合安裝在下凸模固定板21各對應的導柱孔中，下端面通過螺釘與下墊板22連接。

（4）下模座23、下墊板22通過螺釘及定位銷與下凸模固定板21連接，卸料橡膠17通過過盈配合套在沖下側孔凸模19的外面，3根復位彈簧20通過間隙配合套在各對應導柱16的外面，3個下限位套18通過間隙配合套在各對應的復位彈簧20的外面。

（5）沖上側孔凹模11和沖下側孔凹模14通過過盈配合分別安裝在凹模固定板15各對應的上、下凹模固定孔中，3個導套13通過過盈配合安裝在凹模固定板15各對應的導套孔中，凹模固定板15組合件通過間隙配合穿過導柱16放在復位彈簧20和卸料橡膠17上，3個上限位套12通過間隙配合穿過導柱16放在凹模固定板15上，3個彈性擋圈10分別卡在導柱16各卡槽中。

模具工作過程如下。

（1）將前工序彎曲后的預制件放在凹模固定板15上，并用凹模固定板15上表面2個凸臺定位零件前、后直邊。

（2）開動壓力機，上模座2隨壓力機滑塊向下運行，側擋板7先擋緊零件側端面，對零件進行剛性定位，然后隨著上模座2持續向下運動，卸料套9在卸料彈簧4的壓力作用下與凹模固定板15的上表面先壓緊零件上表面，然后在卸料橡膠17的壓力作用下與凹模固定板15的下表面壓緊零件下表面，直到卸料板8的上表面接觸上凸模固定板5的下表面、上限位套12的上表面接觸卸料板8的下表面及下限位套18的上表面接觸凹模固定板15的下表面為止，沖上側孔凸模6與沖上側孔凹模11完成零件上邊的沖孔，沖下側孔凸模19與沖下側孔凹模14完成零件下邊的沖孔。

（3）零件沖孔完成后，壓力機滑塊帶動模具的上模回位，卸料套9在卸料彈簧4的作用力下從零件的上表面卸下，卸料橡膠17和復位彈簧20從零件的下表面卸下，沖孔廢料從凹模固定板15的廢料槽中落到下模廢料孔中，從下模和壓力機下工作臺漏出，再用輔助工具從凹模固定板15上取出成形零件。

3 模具設計要點

（1）導柱16固定在下凸模固定板21上，導套13固定在凹模固定板15上，導柱16與導套13的雙面間隙為0.08~0.10 mm，導柱16與上凸模固定板5導向孔的雙面間隙為0.08~0.10 mm，這樣模具上、下沖孔間隙的均勻度由機床的精度保證，這就保證了零件上、下沖孔的質量，并使沖孔毛刺均勻，防止零件因沖孔毛刺過大，導致取件困難。

（2）凹模固定板15上表面設有2個凸臺用來定位零件兩直邊，上模設有側擋板7并固定在上凸模固定板5中，這樣剛性定位裝置的側擋板7在沖孔前先擋住零件側端面，防止零件沖孔時向外竄動，保證零件沖孔后孔距控制在（22±0.5） mm和（20±0.5） mm，如圖3所示。

圖3 凹模固定板結構

（3）模具下模設有3個下限位套18，這樣上模到下止點時就有3個下限位套18支撐凹模固定板15，保證凹模固定板15的強度。

（4）沖上側孔凹模11和沖下側孔凹模14采用鑲件結構，固定在凹模固定板15中，并使沖上側孔凹模11和沖下側孔凹模14的平面均高出凹模固定板15的平面0.15~0.20 mm，且裝配后總高度要比零件彎曲張口尺寸小0.3 mm，沖孔時可防止上、下卸料裝置將零件彎曲張口尺寸壓得偏小，保證了零件沖孔后的平行度和張口尺寸，同時方便取件。

（5）模具上模部分采用鑲嵌式剛性卸料（分為卸料板8和卸料套9），下模部分采用彈性卸料，卸料套9的外徑為φ20 mm，卸料橡膠17的外徑為φ25 mm，沖孔時只有卸料套9和卸料橡膠17壓在零件孔周圍，而不是壓在整個零件上，可防止沖孔時上、下卸料裝置將零件彎曲張口尺寸壓得偏小，致使取件困難。

（6）凹模固定板15設有3根導柱16進行導向，而凹模固定板15下面設有3根復位彈簧20進行支撐，既保證了凹模固定板15的精度，又使凹模固定板15上、下運動平穩和舒暢。

（7）模具設有上限位套12和下限位套18，保證模具沖孔時，沖上側孔凸模6進入沖上側孔凹模11的刃口深度與沖下側孔凸模19進入沖下側孔凹模14的刃口深度一致，使零件上、下側能同時沖孔。

（8）導柱16上設有卡槽用來安裝彈性擋圈10，既可防止沖孔時凹模固定板15和上限位套12彈出導柱16或卡在導柱16上，又能使模具維修方便、快捷，只要拆下彈性擋圈10即可取出模具各零部件進行維修。

（9）凹模固定板15上設有一個自動排沖孔廢料的槽，減少了操作者的勞動強度，并消除安全隱患，因為傳統的沖孔模一般設置直通的廢料槽，需操作者定時用輔助工具將沖孔廢料從下模廢料槽中排出，不及時處理廢料容易損壞模具。

4 結束語

經實際生產證明，應用上述上、下側同時沖孔的成形工藝，可保證零件各尺寸和使用性能均達到要求。該成形工藝及模具結構解決了斜楔式側沖孔工藝中模具結構復雜、模具使用壽命短等問題，簡化了模具結構，降低了生產成本。