汽车驱动系统减振盘级进模的设计与制造

■ 陕西渭河工模具有限公司 （陕西宝鸡 722405） 赵 凯

1. 产品介绍

减振盘产品如图1所示，该零件的材质为S P H C，料厚1.6mm，该产品的质量对汽车的减振系统和驱动系统有较大影响，产品外观及要求如下：①零件有较好的表面质量，不能出现划痕及垫伤，毛刺≤0.04mm。②翻窗后零件在φ96mm圆面的平面度在0.2mm以内。③零件批量较大，对尺寸精度要求较高。④要求零件成本较低且模具拆卸和刃磨方便，模具的寿命在刃口刃磨一次的情况下冲次达10万次，总寿命在1 000万冲次以上。

图1 减振盘产品图样

2. 工艺分析及排样图设计

根据产品图样的尺寸要求，分别对冲裁力、压环形力和压窗口力进行合理估算，得出冲床吨位约250t。根据该零件的冲压特性，按照从压环形开始到落外形结束的顺序，结合以往的经验，为减少落料后零件的翘曲度，在工序中增加落料复位，考虑到维修及调模的便利性，在设计时减小模具的设计长度。综合考虑以上各种因素并根据零件的工艺性设计出了合理的排样图，如图2所示，在排样图中共设计8步工序，其中有效工序为7步，落料复位结构后需空1步工位。

3. 模具结构特点

1）模具导向精度高，如图3、图4所示，主模架采用单导向结构，上、下模座主体用4组滚珠大导柱导向，既能保证导向的高精度和模具的使用寿命，又能确保模架的平稳性和可靠性。

2）子模安装在主模架上，制造、维修方便，减小了加工长度，节约了模具制造成本。

3）子模结构中凹模采用镶件拼接的结构，通过精密的定位和配合，确保配件有较高的互换性，保证维修的方便。

4）模具采用双排导正钉，提高了送料步距的精度。

5）在条料两侧安装圆柱形浮料导料销，有效地降低了模具加工制造费用。

6）针对模具的安全性，设计在上、下模座安装4组限位柱，用来控制和调整模具的上下行程，模具中还安装了检测销和微动开关装置，一旦出现送料方面的故障，微动开关可立刻停止冲床的运转，从而更好地保护模具。

7）凸模、凹模的材料采用Cr12MoV，细小凸模的材料采用ASP-23，保证了模具的使用寿命。

图2 减振盘级进模排样工序

4. 工艺制造技术的关键点解析

该模具的工艺制造技术达到了“三高模具（高精度、高效率、高寿命）”的各项要求。

1）在曲面上冲窗口是关键点之一。该离合器盘类零件级进模对零件压环形后，零件中心出现环状台阶，凸凹模在冲窗口、翻窗口时，窗口位置在曲面上成形，使得冲裁难度增大。解决方法是：凸凹模在热处理前粗车去量，在热处理后先用精车抛光，再用慢走丝精切窗口，完成整个加工过程。此零件的工艺制造方案解决了冲裁形状凸凹模难以加工的问题，为今后盘类零件加工开辟了可行的工艺制造方法。

图3 减振盘级进模上模结构

2）汽车驱动系统离合器盘类零件级进模生产制造中的另一关键点是零件4处翻窗尺寸的一致性，即翻窗凸模设计和加工工艺路线的合理性。因翻窗凸模为双曲面零件，在生产加工中有一定难度，盘类零件生产中加工翻窗凸模时采用连体生产加工和车铣配合加工，将三维加工转换为二维加工，既简化了加工工艺，又保证了尺寸的一致性。

3）重中之重是在翻窗后使盘类零件在φ96mm圆面的平面度在0.2mm以内。因零件翻窗后即为落料工序，一般零件在落料后零件翘曲度在1.0～1.3mm之间，无法达到零件平面度在0.2mm内的要求，为满足零件平面度的要求，在工序中增加落料复位工序。落料复位工序后再落出零件，可使生产出的零件平面度控制在0.015mm之内，质量稳定，满足了对零件平面度的要求。

5. 模具主要零件工艺制造

1）上模板、下模板的制造要经过粗加工、半精加工和精加工这三个阶段，购买已经热处理调质的精光板件进行半精加工，去除零件上的部分余量，为后道工序留下适当的加工余量。

2）导柱、导套材料采用GCr15轴承钢，表面粗糙度Ra＜0.10μm，圆度和同轴度在2μm以内，导柱、导套及滚珠之间的配合是过盈配合，过盈量控制在0.010～0.017mm之间。

3）送料步距的精度控制在10μm以内，使用瑞士的精密数控坐标磨，保证了尺寸精度，部分成形件使用瑞士的数控慢走丝机床，通过多次切割，最后研磨到图样尺寸，满足高精度要求。

6. 结语

汽车每年都在更新换代，汽车企业每年都有新的开发项目，新品模具需求量很大，但是在国内的模具生产中，精密复杂的模具生产只占很小一部分，大部分精密模具还需要进口。如今国际、国内市场对精密高档模具的需求量越来越大，对模具厂而言，积极拓展汽车驱动系统盘类零件的模具市场，做专、做大汽车驱动系统盘类零件模具，正是非常有利的时机。

图4 减振盘级进模下模结构

此模具在生产中寿命长且产品质量稳定，生产冲次超过280次/min，在冲裁超过100万次时，可保证刃模一次刃口的可靠寿命。该模具通过优化结构和工艺，不但降低了模具成本，而且使模具的整体结构更加合理，方便了模具的维修及刃磨刃口，是一套成功的汽车驱动系统盘类零件级进模具。