汽車前燈接觸片多工位級進模設計

陳繼紅

（湖北職業技術學院 汽車學院，湖北 孝感 432000）

0 引 言

汽車大燈燈頭安裝燈泡后即為汽車的前燈，燈頭基本結構為燈座及安裝其上接電的插片即汽車前燈接觸片。現有汽車前燈接觸片成形工藝復雜，生產效率低，且成形質量難以保證。為解決原插片觸點接觸不良導致電源線路不閉合出現前大燈不亮的故障等問題，本文設計一款新型汽車前燈接觸片，采用多工位級進模進行沖壓生產。

1 汽車前燈接觸片

圖1 汽車前燈接觸片

汽車前燈接觸片是汽車前燈內的一導電零件，其結構性能影響前燈照明的實效。某汽車前燈接觸片（見圖1），材料為H62黃銅，料厚0.8mm，每年需生產80萬件。該汽車前燈接觸片是長方形外形小型零件，四個角倒角2×45°，中軸線上有2個小圓孔及一切舌，主要尺寸精度在IT11～IT14之間，從零件的沖壓工藝分析，需沖2個小圓孔，切舌向下切口彎曲成形較為合理，四周外形進行沖裁，完成制件的沖壓工藝包括沖孔、切舌彎曲、沖裁工序[1]。現有汽車前燈接觸片采用多副單工序模具進行沖壓生產，成形工藝復雜，生產效率低，需多副模具且工序間應再定位，大批量生產零件的尺寸精度的一致性難以保證。為保證零件的互換性，降低成本，提高生產效率，汽車前燈接觸片應采用多工位級進模進行沖壓生產。

2 排樣設計

排樣設計是多工位級進模設計的一個關鍵因素，直接影響模具結構、模具使用壽命、材料利用率及零件質量等[2]。根據對零件的結構及工藝性分析，在第一工位沖制2個小圓孔并進行切舌彎曲成形，在下一工位完成沖裁工序，為保證零件的尺寸精度，第一工位沖制的2個小圓孔可作為下一工位的導正銷孔，這樣可省去搭邊，實現無廢料沖裁。汽車前燈接觸片材料訂購H62銅卷帶料，t=0.8mm，料寬控制在28±0.1mm之間，綜合考慮后的排樣方案（見圖2）可實現材料的最大利用率。

圖2 排樣方案

3 結構設計

汽車前燈接觸片多工位級進模總體結構如圖3所示。選用圖3中間導柱的3號模架，可保證導向精度和壽命要求，其主要結構有自身特點[3]。

圖3 多工位級進模總體結構

3.1 凸模系列及導正銷的裝配技巧

凸模1、凸模2、凸模3、凸模4以鑲件的固定形式與固定板進行過渡配合裝配，2個導正銷采用臺階固定法裝配在凸模1內，并與之有一定的高度差，這樣有利于前后工位沖壓生產時工序間的再定位[4]，即沖裁工序利用第一工位沖制的2個小圓孔進行導正定位。

3.2 卸料板的裝配技巧

2個φ8銷釘作小導柱使用，與卸料板滑配，可保證導向精確，確保凸模和凹模沖裁間隙均勻，同時有4個卸料釘上套外徑φ12的圓柱形彈簧。這種卸料板既有利于卸料又可起到保護細長凸模的作用，有利于模具的保養和維修。

3.3 導料裝置

2個導料板控制銅卷帶料的寬度、方向，在送料前方設有擋料釘，可實現快速、穩定、準確地送入材料，同時沖壓生產又無浪費[5]。

3.4 模面制件的清理

在最后工位切離的制件，利用增設的高壓風孔從模具端面吹離，即當工件切離條料后，壓縮空氣通過凹模的氣孔把工件從模具端面吹離。

4 主要零部件加工

該零件年生產批量較大，為保證模具的使用壽命及零件的加工精度，模具各零部件的結構設計、材料選用、加工工藝、熱處理規范等尤為重要。汽車前燈接觸片多工位級進模主要零部件設計包括凸模、2個導正銷、凹模的結構設計，其材料的選用及技術要求[6-7]見表1。

表1 主要零部件材料的選用及技術要求

4.1 凸模加工

汽車前燈接觸片多工位級進模凸模結構如圖4所示。

圖4 凸模結構

凸模1、凸模3采用Cr12MoV材料，刨床刨削坯料六面成60mm×30mm×45mm，平磨光上下兩面及相鄰兩側面對角尺，鏜床按凸模1中孔的位置尺寸要求加工二穿絲孔φ1.2mm，再在其中心擴孔φ5mm×18mm；熱處理：58～62HRC，平磨光兩面，慢走絲線切割加工成形凸模1、凸模3；鉗工加工：研磨二凸模沖裁工作端約10mm長度范圍的表面質量要求在Ra1.6μm以上，另一端與固定板配過盈量0.01～0.02mm裝配。凸模2、凸模4均配料高速鋼淬硬毛坯，萬磨各部按要求合格，光端面、臺階面，鉗工裝配，平磨配合，φ4.mm處與固定板配過盈量0.01～0.02mm裝配。

4.2 導正銷加工

汽車前燈接觸片多工位級進模2個導正銷結構如圖5所示。

2個導正銷配料高速鋼淬硬毛坯，萬磨各部按要求合格，光端面、臺階面，鉗工修研圓弧R0.75mm處表面質量要求至Ra1.6μm以上裝配，平磨配合。

圖5 2個導正銷結構

4.3 凹模加工

汽車前燈接觸片多工位級進模凹模結構如圖6所示。

圖6 凹模結構

凹模采用Cr12MoV材料，刨床粗加工刨削坯料六面成80mm×70mm×20mm，平磨光上下兩面及相鄰兩側面對角尺，坐標鏜床加工相應的各穿絲孔φ1.2mm，并按虛線要求劃線；銑床加工：按鏜床劃線擴凹模方孔及廢料漏料臺階孔，鉗工加工各螺孔、銷孔及高壓風孔；熱處理：60～64HRC，平磨光兩面，在數控線切割機床上進行加工各沖裁型孔，用WC-1805A脈沖電源、工作液用航天502-2號乳化液、質量含量為15%、電極絲為φ0.13mm的W20Mo，與對應的凸模保證雙面間隙0.04mm，鉗工修研裝配。

各零部件加工完成后，鉗工裝配整套模具在10T沖床上試模合格，可將料寬28±0.1mm、料厚0.8mm的銅卷帶料安裝在卷料架上，利用自動送料機構（其配有校平帶料的校平機構，提前把步距調至7.95mm）將帶料送至模具的導料板內，前方有擋料釘，這時進入第一工位沖制2個小圓孔并進行切舌彎曲成形，隨后在下一工位完成沖裁工序加工出零件的外形，產生的全部沖裁廢料從下模座中排出，從帶料中分離出來的零件因彈頂塊的作用留在凹模平面上，由壓縮空氣吹送出模具。

5 結 語

通過對汽車前燈接觸片的沖壓工藝分析，所設計的沖裁切舌彎曲多工位級進模布局緊湊，模具結構可靠，裝模在J23-10A沖床批量生產后，沖速為150次/min，月產達10萬件以上，生產的制件尺寸精度、形狀和位置精度均達到設計標準，滿足零件互換性要求，降低了生產成本，提高了生產效率，對類似小型零件的模具設計與制造具有一定的參考和借鑒價值。