汽車齒輪零件精沖模具設計應用

文/李紅亮，尤華勝?衡陽風順車橋有限公司

汽車齒輪零件精沖模具設計應用

文/李紅亮，尤華勝?衡陽風順車橋有限公司

齒輪零件在汽車行業應用廣泛，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，該工件的特點是材料韌性好，具有一定的抗拉和屈服強度，由于該產品形狀較復雜，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，改進前工藝是：產品先進行車外圓、然后車內孔、最后銑齒，這種制造方法，同心度難以保證，達不到技術要求，報廢量很大，造成生產成本過高。

模具設計工藝方案

零件示意圖見圖1，其原工藝流程是先進行車外圓，車內孔，再進行銑齒，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，再進行精沖工序，這樣大大降低了生產成本，有效保證了產品質量。下文將介紹精沖工序的具體設計思路。

沖裁設備選擇

通過計算，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、可靠性和模具的穩定性，故選擇100t沖床比較適合。

上、下模腔的凸、凹尺寸設計

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，形狀與產品相吻合，為防止剪切后產品尺寸有毛刺，上、下模腔的凸、凹模尺寸單邊配合間隙保證為0.2～0.25mm。

模具結構及工作原理

上下模總成

此套模具分上?？偝伞⑾履？偝珊晚斄蠙C構，上模總成、下?？偝珊晚斄蠙C構結構分別如圖2、3、4所示。該模具采用兩個導套和導柱模架，在上、下模座前方左右對稱安裝，上、下模座采用45#材料；導套采用緊配方式固定安裝在上模座上，導柱采用緊配方式固定安裝在下模座上，導套內孔和導柱外圓采用滑配配合，導套、導柱用來對正上、下模中心；上、下模座上可設有打壓板位置，與機床的上、下工作臺相匹配，從而更好地與機床相固定。在上、下模座的四個角側面可設有吊鉤安裝孔，以便于上、下模分別吊裝。導套、導柱材料均采用20#，淬火硬度控制在40～45HRC，其中導柱表面和導套內腔采用滲碳處理。

模具結構原理

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，調整好模具的各位置，能夠靈活轉動，開動機床，將機床與上下模具合模，打好固定壓板，檢查好各操作機構和機床的完好性，將工件放入下模座的定位塊中，用定位板進行定位。工作時，當上下模座合模，導套內孔與導柱接觸，同時上、下模腔進行結合實現沖剪過程。為便于工件出模、在定位塊中活動靈活，在下定位板下方設有壓縮彈簧。凸、凹模材料均采用Cr12MoV，淬火硬度控制在60～64HRC，凸模通過螺栓固定安裝于上墊板中，凹模通過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構 圖3 下?？偝山Y構 圖4 頂料機構

上模座上設有卸料橡膠，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。當上、下模結合，利用上模座上的卸料橡膠進行壓料，沖剪時利用下模座上的頂料銷和頂料塊進行送料。由于工件在精沖后留在下模座中，比較難出來，特在下模座中間左右兩邊設有頂料機構，將工件利用杠桿原理頂出。上、下模座、經過強度計算，均符合要求。

結束語

此模具通過生產實踐證明，工藝方案效果良好，不但確保了產品質量，而且降低了生產成本。值得在汽車行業推廣應用。