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?椎墓δ苁蔷束安裝孔,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。
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、導柱為復校基準,數控銑2 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。