汽車齒輪零件精沖模具設(shè)計(jì)應(yīng)用

文/李紅亮，尤華勝?衡陽(yáng)風(fēng)順車橋有限公司

汽車齒輪零件精沖模具設(shè)計(jì)應(yīng)用

文/李紅亮，尤華勝?衡陽(yáng)風(fēng)順車橋有限公司

齒輪零件在汽車行業(yè)應(yīng)用廣泛，齒形加工難度大，圖1所示為某汽車齒輪零件工件圖，材料為Q195，厚度為2.5m m，該工件的特點(diǎn)是材料韌性好，具有一定的抗拉和屈服強(qiáng)度，由于該產(chǎn)品形狀較復(fù)雜，尺寸精度要求高，同軸度要求在0.16mm，圓度要求在0.06mm，圓柱度要求在0.08mm，改進(jìn)前工藝是：產(chǎn)品先進(jìn)行車外圓、然后車內(nèi)孔、最后銑齒，這種制造方法，同心度難以保證，達(dá)不到技術(shù)要求，報(bào)廢量很大，造成生產(chǎn)成本過(guò)高。

模具設(shè)計(jì)工藝方案

零件示意圖見(jiàn)圖1，其原工藝流程是先進(jìn)行車外圓，車內(nèi)孔，再進(jìn)行銑齒，由于齒形精度要求高，加工后不能保證同心度，采用沖裁方法，先粗沖一次，再進(jìn)行精沖工序，這樣大大降低了生產(chǎn)成本，有效保證了產(chǎn)品質(zhì)量。下文將介紹精沖工序的具體設(shè)計(jì)思路。

沖裁設(shè)備選擇

通過(guò)計(jì)算，整套模具包括壓邊力和卸料力總沖裁力為50t，由于此模具外形尺寸不大，但模具的閉合高度較高，考慮安全性、可靠性和模具的穩(wěn)定性，故選擇100t沖床比較適合。

上、下模腔的凸、凹尺寸設(shè)計(jì)

考慮到材料的韌性，此模具的上、下模腔的凸、凹模采用電火花或線切割配合加工，形狀與產(chǎn)品相吻合，為防止剪切后產(chǎn)品尺寸有毛刺，上、下模腔的凸、凹模尺寸單邊配合間隙保證為0.2～0.25mm。

模具結(jié)構(gòu)及工作原理

上下?？偝?/p>

此套模具分上?？偝伞⑾履？偝珊晚斄蠙C(jī)構(gòu)，上?？偝?、下模總成和頂料機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分別如圖2、3、4所示。該模具采用兩個(gè)導(dǎo)套和導(dǎo)柱模架，在上、下模座前方左右對(duì)稱安裝，上、下模座采用45#材料；導(dǎo)套采用緊配方式固定安裝在上模座上，導(dǎo)柱采用緊配方式固定安裝在下模座上，導(dǎo)套內(nèi)孔和導(dǎo)柱外圓采用滑配配合，導(dǎo)套、導(dǎo)柱用來(lái)對(duì)正上、下模中心；上、下模座上可設(shè)有打壓板位置，與機(jī)床的上、下工作臺(tái)相匹配，從而更好地與機(jī)床相固定。在上、下模座的四個(gè)角側(cè)面可設(shè)有吊鉤安裝孔，以便于上、下模分別吊裝。導(dǎo)套、導(dǎo)柱材料均采用20#，淬火硬度控制在40～45HRC，其中導(dǎo)柱表面和導(dǎo)套內(nèi)腔采用滲碳處理。

模具結(jié)構(gòu)原理

首先檢查模具下方的頂桿孔位置和尺寸，然后將模具安裝在100t沖床上，調(diào)整好模具的各位置，能夠靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)動(dòng)機(jī)床，將機(jī)床與上下模具合模，打好固定壓板，檢查好各操作機(jī)構(gòu)和機(jī)床的完好性，將工件放入下模座的定位塊中，用定位板進(jìn)行定位。工作時(shí)，當(dāng)上下模座合模，導(dǎo)套內(nèi)孔與導(dǎo)柱接觸，同時(shí)上、下模腔進(jìn)行結(jié)合實(shí)現(xiàn)沖剪過(guò)程。為便于工件出模、在定位塊中活動(dòng)靈活，在下定位板下方設(shè)有壓縮彈簧。凸、凹模材料均采用Cr12MoV，淬火硬度控制在60～64HRC，凸模通過(guò)螺栓固定安裝于上墊板中，凹模通過(guò)螺栓固定安裝于下墊板中，上、下模墊板材料均采用45#，淬火硬度控制在32～40HRC。

圖1 工件圖

圖2 上?？偝山Y(jié)構(gòu) 圖3 下?？偝山Y(jié)構(gòu) 圖4 頂料機(jī)構(gòu)

上模座上設(shè)有卸料橡膠，卸料板和卸料螺釘，卸料橡膠采用聚氨酯材料，卸料板、卸料螺釘、頂料銷、頂料塊，材料均采用45#，淬火硬度控制在32～40HRC。當(dāng)上、下模結(jié)合，利用上模座上的卸料橡膠進(jìn)行壓料，沖剪時(shí)利用下模座上的頂料銷和頂料塊進(jìn)行送料。由于工件在精沖后留在下模座中，比較難出來(lái)，特在下模座中間左右兩邊設(shè)有頂料機(jī)構(gòu)，將工件利用杠桿原理頂出。上、下模座、經(jīng)過(guò)強(qiáng)度計(jì)算，均符合要求。

結(jié)束語(yǔ)

此模具通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐證明，工藝方案效果良好，不但確保了產(chǎn)品質(zhì)量，而且降低了生產(chǎn)成本。值得在汽車行業(yè)推廣應(yīng)用。