凸緣防塵罩多個不同邊距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

汽車驅動橋是傳遞牽引力、制動力及相應反作用力矩的零件，需要安裝凸緣防塵罩，而凸緣防塵罩是安裝在汽車驅動后橋制動輪轂內緊貼軸承油封的盤形零件，其主要作用是防止灰塵等異物進入軸承油封內，起保護油封、軸承正常工作和延長使用壽命的作用。

1 零件沖壓工藝分析

凸緣防塵罩是汽車驅動后橋總成中常用零件之一，某車型后橋凸緣防塵罩是采用板厚1.0 mm 的ST14 冷軋板經沖壓加工制成，其結構和主要尺寸如圖1所示。

圖1 凸緣防塵罩

從技術及裝配工藝等方面看，凸緣防塵罩2 個方孔尺寸均為30 mm×16 mm，但2 個方孔到零件凸緣邊距分別為（20±0.8）、（24±0.8）mm，相差4 mm，且2個方孔夾角為45°，零件在下料、落料-沖孔、第1次拉深、第2 次拉深、第3 次拉深、切邊-沖孔各工序后可采用斜楔式同時側沖多孔工藝或單工序分二次沖孔工藝來保證成形方孔到零件凸緣邊距。若采用斜楔式同時側沖多孔工藝，模具結構復雜，制造周期長，且零件2 個方孔在同一個方向致使模具單邊受力而縮短了模具使用壽命；若采用單工序分二次沖孔工藝，生產效率低，生產成本高，因此均不適用于此零件大批量生產。通過對該零件結構及特性進行分析，可以采取多個不同邊距沖孔的方式進行沖孔。

2 模具結構及工作過程

經過工藝分析，設計凸緣防塵罩沖多個不同邊距孔的模具結構如圖2 所示,該模具安裝在JB21-63壓力機上使用，其模具裝配如下。

（1）凸模6 通過過盈配合裝在凸模固定板5 中，從上端面通過螺釘與上墊板4 連接，模柄1 通過過盈配合裝在上模座2 的模柄孔中，導套3 通過過盈配合裝在上模座2 兩邊的導套孔中，上模座2、上墊板4 通過螺釘及定位銷與凸模固定板5 連接，卸料橡膠7預壓縮裝在凸模6上，卸料板8通過卸料螺釘與卸料橡膠7、凸模固定板5、上墊板4、上模座2 活動連接。

（2）凹模11 通過過盈配合裝在凹模固定板16中，從側邊通過螺釘與凹模拉板10 連接，導套22 通過過盈配合裝在活動桿支座21的導套孔中，凹模固定板16 和活動桿支座21 通過過盈配合裝在下模固定板19各對應的孔中，并分別從下端面通過螺釘與下模座20 連接，4 根限位彈簧14 預壓縮裝在凹模固定板16 各對應的限位孔中，限位板15 通過間隙配合套在凹模11 上，并通過卸料螺釘與限位彈簧14、凹模固定板16、凹模拉板10活動連接。

（3）防錯銷9 通過過盈配合裝在活動桿13 的防錯銷孔中，2 個定位銷17 通過過盈配合裝在活動桿13 的各定位銷孔中，2 個定位齒23 通過螺釘及定位銷裝在活動桿支座21 前、后面上，活動桿13 通過間隙配合套在導套22 的孔中，旋轉定位盤24 通過過盈配合裝在活動桿13的固定凸臺上，并從側邊通過螺釘與活動桿13連接。

（4）導柱12 通過過盈配合裝在下模座20 兩邊的導柱孔中，下模座20通過螺釘及定位銷與下模固定板19 連接，支撐座18 通過螺釘與下模固定板19、下模座20連接。

模具工作過程如下。

（1）將汽車驅動橋凸緣防塵罩沖多個不同邊距孔模具旋轉90°（即旋轉定位盤24反面朝向操作者，方便操作者旋轉和按住旋轉定位盤24）裝在630 kN的壓力機上。

（2）圖3 所示為活動桿結構，圖4 所示為旋轉定位盤結構。用手拖著旋轉定位盤24 將活動桿13 向后拉出，再將下料、落料-沖孔、第1次拉深、第2次拉深、第3 次拉深、切邊-沖孔工序后的預制凸緣防塵罩放置在活動桿13 的定位面上，并用定位銷17 確定零件2 個內孔，用防錯銷9 進行防錯（即用零件R13 mm的半圓缺口防錯）。

圖3 活動桿結構

圖4 旋轉定位盤結構

（3）用手拖著旋轉定位盤24 將活動桿13 向前推，使活動桿13上已定好位的零件內孔導入到凹模11 中，并使旋轉定位盤24 上的2 個“齒1”與兩邊定位齒23的“V”形齒完全吻合后用手按住旋轉定位盤24，防止沖孔過程中旋轉定位盤24向后竄動而影響零件孔邊距，而限位板15 在限位彈簧14 的推力作用下將零件凸緣端面與活動桿13的定位面緊貼，定位齒結構如圖5所示。

圖5 定位齒結構

（4）開動壓力機，上模座2隨機床上工作臺向下運行，卸料板8 在卸料橡膠7 的壓力作用下與凹模11 先壓緊零件，然后隨著凸模6 繼續向下運動與凹模11完成零件第1個方孔的加工。

（5）零件第1個方孔加工完成后，壓力機上滑塊帶動模具的上半部分回位，卸料板8 在卸料橡膠7的作用力下卸出零件，沖孔廢料從下模和機床下工作臺漏出，然后用手拖著旋轉定位盤24向后拉出一小段距離（即零件內孔不能脫離凹模11）并逆時針旋轉45°后，再向前推動旋轉定位盤24 使旋轉定位盤24 上的2 個“齒2”與兩邊定位齒23 的“V”形齒完全吻合后，用手按住旋轉定位盤24（即旋轉定位盤24 從“齒1”旋轉到“齒2”，因旋轉定位盤24 旋轉了45°，而旋轉定位盤24 帶動活動桿13 旋轉了45°，活動桿13 又帶動零件在凹模11 上旋轉了45°，而旋轉定位盤24 上的“齒1”和“齒2”兩齒深度不一樣，所以沖出來的2 個方孔孔邊距也不一樣），限位板15在限位彈簧14 的推力作用下將零件端面與活動桿13的定位面緊貼。

（6）開動壓力機，上模座2隨機床上工作臺向下運行，卸料板8 在卸料橡膠7 的壓力作用下與凹模11 先壓緊零件，然后隨著凸模6 繼續向下運動與凹模11完成零件第2個方孔的加工。

（7）零件第2個方孔加工完成后，壓力機上滑塊帶動模具的上半部分回位，然后用手拖著旋轉定位盤24 將活動桿13 向后拉（即將零件內孔脫離凹模11），并取出成形零件放置到物料箱中,沖孔廢料從下模和機床下工作臺漏出，完成2 個不同孔邊距的方孔沖裁。

3 模具設計要點

（1）下模部分設有活動桿13、定位齒23 和旋轉定位盤24，而旋轉定位盤24 設有“V”形齒，兩齒夾角為零件兩方孔所要求的夾角（45°），兩“V”形齒深度的高度差為零件兩方孔到凸緣邊距之差（4 mm），零件固定在活動桿13 上，這樣通過旋轉定位盤24和活動桿13 帶動零件在凹模11 中進行旋轉，通過定位齒23 和旋轉定位盤24 的“V”形齒精確定位來保證零件各方孔的夾角和方孔孔邊距，將零件沖出多個不同孔邊距的方孔。

（2）活動桿13 與導套22 間隙配合的雙面間隙為0.12～0.14 mm，活動桿13 上設有導向孔，沖裁時導入凹模11 右端面的外圓深度為15 mm，且活動桿13的導向孔與凹模11的外圓間隙配合，雙面間隙為0.16～0.18 mm，保證了活動桿13 的旋轉精度，從而保證零件的定位精度。此外，活動桿13的導向孔在沖裁過程中又起到支撐凹模11的作用，提高凹模11的強度和延長模具的使用壽命。

（3）下模部分設有支撐座18，活動桿13 大外圓與支撐座18 的內圓間隙配合，雙面間隙為0.13～0.15 mm，既保證了活動桿13 能在支撐座18 內圓中自由活動，又能在沖裁過程中起到支撐活動桿13作用，而活動桿13 又支撐凹模11，提高凹模11 的強度和延長模具的使用壽命。

（4）限位板15 與凹模11 的外圓間隙配合，雙面間隙為0.18～0.20 mm，保證限位板15與凹模11的垂直度，則保證了限位板15 端面的精度，保證零件的成形質量。

（5）活動桿13 上設有一個防錯銷9 進行零件防錯（即用零件R13 mm 的半圓缺口防錯），可以防止因零件放錯而報廢。

（6）凹模11 選用模具材料Cr12MoV1，淬火硬度為56～58 HRC。

（7）凹模11、活動桿13 和旋轉定位盤24 均設有防轉零件，防止各零件轉動而影響模具精度和零件質量。

4 結束語

經實際生產證明，此加工工藝結合沖多個不同邊距孔的沖孔模應用，可保證零件各尺寸和使用性能均達到要求，加工工藝合理，模具結構簡單，保證模具成形質量穩定，降低了生產成本。該沖孔模易于加工，實用性及推廣性較強，對類似零件的工藝及模具結構設計具有參考價值。