沖孔沖下沉式定位唇模的設計

張國娟

精益生產是現代企業追求的方向，為此每個企業都在不斷深挖精益生產與管理的潛力，就軸瓦產品的生產工藝而言，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，提高了生產效率。且下沉式定位唇形式的實現使發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，從而減少發動機的功率損耗。

圖1 現有定位唇手動加工模結構示意

1. 背景技術

傳統的定位唇是在軸瓦成形后，利用沖刀由軸瓦合金面向外側沖出一個凸臺，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，此時軸瓦內表面朝斜上方，將定位唇沖刀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合處易產生開裂，留下一條細小縫隙，這條縫隙會造成發動機工作時油壓降低。且這種加工方式生產效率低，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，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合邊產生毛刺，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。經過設計一套模具，將沖孔與沖定位唇合并在一道工序內，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，有利于保護產品貼合面，且有了定位唇后，產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沖加工前面，傳統定位唇形式如圖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 傳統定位唇形式

圖2 現有定位唇自動沖孔模結構示意

圖4 軸瓦孔、定位唇加工工藝要求示意

4. 具體設計

（1）結構設計 如圖5所示，為實現從軸瓦哈夫面直接沖下而沖出定位唇，定位唇沖刀4設在定位唇凹模6的正上方。對應定位唇加工區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，本加工裝置為連續模，包括上模5、下模10和推料機構，推料機構推動軸瓦料沿下模1 0上的進料導軌下模行進，下模10內沿進料導軌下模依次設有第一沖孔區、第二沖孔區和定位唇加工區，定位唇加工區的進料導軌低于第一沖孔區、第二沖孔區的進料導軌，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；對應定位唇加工區的上模上設有定位唇沖刀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，實現了軸瓦孔與定位唇在同一加工模上完成加工，實現自動化生產，并且通過上下設置的定位唇沖刀和定位唇凹模實現由軸瓦合金面向正下方沖壓，防止定位唇周邊產生毛刺，沖時既不會引起合金面鼓起，合金開裂，剝落現象，也不會在后道序拉半徑高時哈夫面產生毛刺；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，將定位唇加工區的進料導軌下模設置得低于第一沖孔區、第二沖孔區的進料導軌下模，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、第二沖孔區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的結構示意

圖6 下沉式定位唇形式

為加快生產速度，實現自動化生產，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沖孔下模位置。

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，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，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，此處定位唇加工區的進料導軌下模低于第一沖孔區、第二沖孔區的進料導軌下模，即定位唇加工區位置低于沖孔區位置，這樣可以設置一個定位靠山來保證定位唇邊距，沖孔區也可通過定位唇加工區的軸瓦端面定位，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。在定位唇加工區沖定位唇時，定位唇沖刀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，定位唇沖刀沖下，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沖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，流轉到下一道序。軸瓦孔與下沉式定位唇加工裝置結構示意如圖7所示。

（2）此沖模實現過程中關鍵技術問題 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構示意

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

卡料，產品料推料過程中被卡住，這在試模過程中經常會碰到，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。

此沖孔模可安裝在壓力機上，實現連線生產，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生毛刺，提高了產品質量。