沖孔沖下沉式定位唇模的設計

張國娟

精益生產(chǎn)是現(xiàn)代企業(yè)追求的方向，為此每個企業(yè)都在不斷深挖精益生產(chǎn)與管理的潛力，就軸瓦產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝而言，由于工藝比較分散，過程存在一定的改善空間。在此，為大家介紹沖孔沖定位唇兩道工序合并的改善，此改善精益了生產(chǎn)，提高了生產(chǎn)效率。且下沉式定位唇形式的實現(xiàn)使發(fā)動機機油在改進后軸瓦中泄漏減少10%，這也意味著可以用更小一些功率的機油泵替代較大功率的機油泵，從而減少發(fā)動機的功率損耗。

圖1 現(xiàn)有定位唇手動加工模結(jié)構(gòu)示意

1. 背景技術(shù)

傳統(tǒng)的定位唇是在軸瓦成形后，利用沖刀由軸瓦合金面向外側(cè)沖出一個凸臺，定位唇加工采用手動模或自動模兩種方式。

如圖1所示，為手動運作的定位唇加工模，其通過人工將軸瓦3放入定位唇模2內(nèi)，此時軸瓦內(nèi)表面朝斜上方，將定位唇?jīng)_刀1裝在模柄上，隨著沖刀1下降，將軸瓦3沖入定位唇鑲塊4中，從而形成軸瓦背面上凸起。這種沖加工方式在定位唇口和哈夫面結(jié)合處易產(chǎn)生開裂，留下一條細小縫隙，這條縫隙會造成發(fā)動機工作時油壓降低。且這種加工方式生產(chǎn)效率低，安全性差。

如圖2所示，為定位唇自動沖孔模，通過上模板上斜楔打擊裝有沖刀1的固定塊5，沖刀1從軸瓦3合金面切入，將軸瓦金屬擠入定位唇鑲塊4中，從而沖出定位唇形狀，這種沖壓形式對于壁厚超過2.5mm的軸瓦必須先銑薄定位唇處金屬厚度，否則定位唇的凸出無法加工到工藝要求，且這種沖壓方式在定位唇周圍合金受擠壓，易鼓出且合金受擠壓易剝落。嚴重的裝入發(fā)動機后會造成抱軸、燒瓦的風險。

另外，定位唇合金還會鼓到油槽內(nèi)，所以需增加銑定位唇道工序。且銑削量太大還會在定位唇和油槽的結(jié)合邊產(chǎn)生毛刺，這種定位唇形式在后道工序拉半徑高時，在哈夫面定位唇出刀口易產(chǎn)生毛刺。

2. 改進前后工藝流程比較

（1）原鋁基合金軸瓦加工工藝 落料、蓋鋼印、壓彎整形→車兩端面及倒內(nèi)外角→沖定位唇→銑定位唇→車油槽→沖油孔→锪外孔口→拉、校半徑高度→精鏜內(nèi)徑→檢驗前清理→檢驗→清洗、上油包裝。

原沖定位唇與沖孔是兩個工序，需要兩臺設備來加工。經(jīng)過設計一套模具，將沖孔與沖定位唇合并在一道工序內(nèi)，且僅一臺350k N壓力機就可完成此加工過程。

（2）改進后鋁基合金軸瓦加工工藝 落料、蓋鋼印、壓彎整形→車兩端面及倒內(nèi)外角→車油槽→銑定位唇→沖油孔及沖定位唇→锪外孔口→拉、校半徑高度→精鏜內(nèi)徑→檢驗前清理→檢驗→清洗、上油包裝。從改進后工藝流程可看出，將車油槽工序放在沖孔沖定位唇前，有利于保護產(chǎn)品貼合面，且有了定位唇后，產(chǎn)品靠料推料進模比較困難，模具設計也比較復雜，所以將加工油槽工序放到?jīng)_加工前面，傳統(tǒng)定位唇形式如圖3所示。

3. 孔沖沖下沉式定位唇工藝要求

這是軸瓦的一種形式，帶兩長油孔和一個定位唇，孔和定位唇尺寸要求如下：孔長度7mm，孔寬度8mm，孔弧長9mm、10mm，定位唇技術(shù)要求：定位唇寬度1mm，定位唇邊距2mm，定位唇長度4 mm，定位唇凸出3mm，定位唇距哈夫面距離5mm，定位唇處哈夫面寬度6mm，外圓貼合面測量，防止沖孔和沖定位唇后變形（見圖4）。

圖3 傳統(tǒng)定位唇形式

圖2 現(xiàn)有定位唇自動沖孔模結(jié)構(gòu)示意

圖4 軸瓦孔、定位唇加工工藝要求示意

4. 具體設計

（1）結(jié)構(gòu)設計 如圖5所示，為實現(xiàn)從軸瓦哈夫面直接沖下而沖出定位唇，定位唇?jīng)_刀4設在定位唇凹模6的正上方。對應定位唇加工區(qū)的上模上還設有卸料板2，卸料板2的底部設有與軸瓦料內(nèi)表面貼合的凸臺，便于在定位唇加工時定位軸瓦，幫助卸料。

下沉式定位唇形式如圖6所示。本沖模提供一種軸瓦孔與定位唇的加工裝置，本加工裝置為連續(xù)模，包括上模5、下模10和推料機構(gòu)，推料機構(gòu)推動軸瓦料沿下模1 0上的進料導軌下模行進，下模10內(nèi)沿進料導軌下模依次設有第一沖孔區(qū)、第二沖孔區(qū)和定位唇加工區(qū)，定位唇加工區(qū)的進料導軌低于第一沖孔區(qū)、第二沖孔區(qū)的進料導軌，以便于沖壓定位唇和沖孔的定位；對應第一沖孔區(qū)的上模上設有第一沖頭6，下模上設有與第一沖頭6對應的第一沖孔凹模9；對應第二沖孔區(qū)的上模上設有第二沖頭7，下模上設有與第二沖頭7對應的第二沖孔凹模8；對應定位唇加工區(qū)的上模上設有定位唇?jīng)_刀4，下模上設有定位唇凹模3。本沖模是加工軸瓦孔與定位唇加工裝置，實現(xiàn)了軸瓦孔與定位唇在同一加工模上完成加工，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，并且通過上下設置的定位唇?jīng)_刀和定位唇凹模實現(xiàn)由軸瓦合金面向正下方?jīng)_壓，防止定位唇周邊產(chǎn)生毛刺，沖時既不會引起合金面鼓起，合金開裂，剝落現(xiàn)象，也不會在后道序拉半徑高時哈夫面產(chǎn)生毛刺；對于厚壁軸瓦更是適合，可以減少銑定位唇工序。

對應定位唇加工區(qū)的下模上設有豎直設置的頂料氣缸7，頂料氣缸7的頂端與軸瓦料（即軸瓦5）接觸。由于便于定位唇的加工，將定位唇加工區(qū)的進料導軌下模設置得低于第一沖孔區(qū)、第二沖孔區(qū)的進料導軌下模，因此，當定位唇加工完畢后需要將軸瓦抬升至與第一沖孔區(qū)、第二沖孔區(qū)進料導軌下模相同高度，此時頂料氣缸7就起到將軸瓦抬升的作用。

圖5 下沉式定位唇加工區(qū)的結(jié)構(gòu)示意

圖6 下沉式定位唇形式

為加快生產(chǎn)速度，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，本加工裝置還包括傾斜設置的進料倉2，進料倉2的底端與進料導軌V形塊相連，通過進料倉將軸瓦料運入進料V形塊位置定位，再通過進料氣缸將軸瓦推到?jīng)_孔下模位置。

采用軸瓦孔與定位唇加工裝置進行加工的具體過程為：軸瓦料通過傾斜的進料倉2，滑到進料V形塊位置在此處的進料導軌上設有一傳感器，當進料導軌上的軸瓦料放到傳感器高度時，傳感器給推料機構(gòu)即推料氣缸一個信號，推料氣缸推料，將軸瓦料推到第一沖孔區(qū)，然后通過第一沖頭6與第一沖孔凹模9配合完成沖第一孔，再通過料推料，將軸瓦料送到第二沖孔區(qū)，然后通過第二沖頭7與第二沖孔凹模8配合完成沖第二個孔，再通過料推料送到定位唇加工區(qū)，此處定位唇加工區(qū)的進料導軌下模低于第一沖孔區(qū)、第二沖孔區(qū)的進料導軌下模，即定位唇加工區(qū)位置低于沖孔區(qū)位置，這樣可以設置一個定位靠山來保證定位唇邊距，沖孔區(qū)也可通過定位唇加工區(qū)的軸瓦端面定位，保證沖孔對稱度，定位唇寬度靠定位唇凹模3保證，定位唇凹模加工成小塊狀便于磨損后更換。在定位唇加工區(qū)沖定位唇時，定位唇?jīng)_刀4安裝在上模5上，隨著上模5的壓下，卸料板2的兩凸臺將料推平（見圖5）、放對稱，定位唇?jīng)_刀沖下，將頂料氣缸7壓下，軸瓦進入定位唇模，隨著上模3的脫模，頂料氣缸將軸瓦托起，推到和沖孔區(qū)位置等高，為了防止料頂起時移位，在軸瓦兩端設有哈夫面壓板，通過哈夫面壓板和出料處的底部銅壓條將料壓住，防止位置移動過大，影響出料。將軸瓦料擋住，從而能使推料出料順利，不至于應料移位而影響出料，沖刀也不會在同一處連續(xù)沖多次。為確保定位唇的加工深度，在上模上還設有斜楔1，通過斜楔敲打定位唇?jīng)_刀可以加深定位唇的加工深度。沖好定位唇后，靠頂料氣缸7將軸瓦料推到與沖孔區(qū)同一高度位置。然后還是靠料推料將軸瓦料推出模具，進入輸送帶，流轉(zhuǎn)到下一道序。軸瓦孔與下沉式定位唇加工裝置結(jié)構(gòu)示意如圖7所示。

（2）此沖模實現(xiàn)過程中關(guān)鍵技術(shù)問題 一般軸瓦兩平面寬度公差在0.25mm左右，孔的對稱度在0.5mm左右，由于本沖孔模產(chǎn)品進料位置采用料推料，如果兩平面寬度按0.25mm加工，那么孔的對稱度很難保證，所以在兩平面寬度加工時壓縮兩平面寬度工工藝尺寸，一般取產(chǎn)品中間值正負公差0.05mm。

圖7 軸瓦孔與下沉式定位唇加工裝置結(jié)構(gòu)示意

沖定位唇時，定位唇側(cè)端面需定位，沖定位唇時軸瓦沉入定位唇模內(nèi)，定位唇模寬度大于產(chǎn)品寬度，產(chǎn)品入模后會有晃動，造成定位唇邊距尺寸不穩(wěn)定，所以在定位唇邊端面要裝一彈性定位靠山。

卡料，產(chǎn)品料推料過程中被卡住，這在試模過程中經(jīng)常會碰到，這取決于裝配精度，另外模具之間進料位置需開大倒角，進料處低于或和出料處等高。

此沖孔?？砂惭b在壓力機上，實現(xiàn)連線生產(chǎn)，也可單機加工，組合較靈活，效率較高，每分鐘加工可達50片左右，操作安全性好，此形式在定位唇周邊也不易產(chǎn)生毛刺，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。