導(dǎo)語(yǔ)：輪轂端蓋工藝改進(jìn)與模具設(shè)計(jì)研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：傳統(tǒng)汽車輪轂端蓋零件加工方法存在一些缺陷，本文通過(guò)對(duì)其加工工藝進(jìn)行改進(jìn)，確定沖壓模具設(shè)計(jì)及零件批量生產(chǎn)要點(diǎn)，對(duì)輪轂端蓋由鑄造件更改為沖壓件，并分析其工藝更改后的優(yōu)點(diǎn)、效率、可行性、經(jīng)濟(jì)性等，為后續(xù)產(chǎn)品的加工制造提供借鑒。

關(guān)鍵詞：端蓋；沖壓工藝；模具設(shè)計(jì)

輪轂端蓋是小汽車輪轂上一小部件，每個(gè)輪轂上裝1個(gè)，即圖1所示的鑄造件，在加工過(guò)程中存在一些缺陷，比如鑄造的工序復(fù)雜，需要耗費(fèi)大量工時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)，因此會(huì)造成材料和人工的浪費(fèi)，對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)其生產(chǎn)效率和成產(chǎn)成本都是不能接受的，因此本人經(jīng)過(guò)對(duì)該零部件結(jié)構(gòu)、使用的性能要求的分析，并將其更改為沖壓件，不降低零件性能（見(jiàn)圖2），而相反提高了生產(chǎn)效益。材料08F，厚度2mm，部分處理由沖壓方法完成。實(shí)踐證明，該工藝操作性好、生產(chǎn)效率高、成本低。

1過(guò)程分析和工藝方案的確定

沖壓加工是一種常見(jiàn)的金屬加工方法，與切削加工相比，它具有高的生產(chǎn)材料利用率，對(duì)于需要提升加工生產(chǎn)效率和節(jié)約生產(chǎn)成本的工序改進(jìn)應(yīng)該由切削改為沖壓，以其較高的材料利用率和高生產(chǎn)效率，同時(shí)還具有一定的互換性，同時(shí)具有良好的機(jī)械性能，因此在進(jìn)行可行性驗(yàn)證時(shí)要滿足以下幾個(gè)條件：①改進(jìn)產(chǎn)品加工工藝不能降低其性能；②能夠滿足大批量生產(chǎn)的要求；③改進(jìn)后的沖壓件必須具備良好的沖壓加工特性。首先通過(guò)對(duì)原來(lái)零件結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析可知，只要將圖2的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變就可以使其具備良好的沖壓性。對(duì)于該結(jié)構(gòu)的改善難點(diǎn)在于三個(gè)凸臺(tái)的相對(duì)距離較小而相對(duì)高度較大，因此在成型的過(guò)程中由于材料會(huì)形成一定程度的形變，難以補(bǔ)充在凸臺(tái)的內(nèi)側(cè)和兩個(gè)凸臺(tái)之間的圓弧，因此有一定的概率會(huì)造成拉裂的情況發(fā)生，同時(shí)這個(gè)問(wèn)題難以通過(guò)變薄和拉伸的方式來(lái)解決，需要在后期進(jìn)一步進(jìn)行解決。對(duì)于沖壓工藝的選擇也需要進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)以下幾個(gè)步驟來(lái)解決沖壓工藝中的難點(diǎn)：①采用預(yù)沖孔中心孔，改善三個(gè)凸臺(tái)內(nèi)部與凸臺(tái)之間的金屬材料內(nèi)部流動(dòng)；②將坯料下料成方形，使四角外側(cè)補(bǔ)充3個(gè)凸臺(tái)材料；③首先將三個(gè)凸臺(tái)拉伸到一定深度，然后落料成外圓材料的方法，使材料容易補(bǔ)充，外圈在拉伸過(guò)程中相對(duì)準(zhǔn)確（在下一個(gè)過(guò)程之前無(wú)需修復(fù)外邊緣）。通過(guò)以上步驟的分析，可以得出較為科學(xué)的沖壓工藝：由兩個(gè)復(fù)合過(guò)程（2對(duì)模具）完成沖壓過(guò)程。第一個(gè)過(guò)程：沖出中心預(yù)孔———拉動(dòng)凸臺(tái)———沖裁。第二個(gè)過(guò)程：沖孔（修復(fù)內(nèi)孔側(cè)）。

2沖壓模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

2.1沖中心預(yù)孔拉伸落料復(fù)合模的設(shè)計(jì)。對(duì)沖壓模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究，決定采用如圖3所示的沖壓沖裁復(fù)合模具設(shè)計(jì)，通過(guò)前裝式結(jié)構(gòu)加后滑動(dòng)導(dǎo)模的設(shè)計(jì)方式。具體的作業(yè)流程如下：在模具打開(kāi)狀態(tài)下，首先將材料放入所需的凹模3和4上，分別是落料凹模3和沖孔凹模4，其次保持擋料銷6的定位狀態(tài)，材料的壓緊作業(yè)主要是通過(guò)壓力機(jī)對(duì)彈簧9施加壓力，使其對(duì)滑塊F線和彈性壓板7產(chǎn)生作用，這樣能確保材料得到壓緊。落料凹模3和沖孔凹模4上，擋料銷6定位保持，啟動(dòng)壓力機(jī)，滑塊F線和彈性壓板7在彈簧9的作用下，壓緊材料。當(dāng)滑塊下降時(shí)，將板材預(yù)先沖壓到Φ51mm的中心，然后拉伸三個(gè)凸臺(tái)。當(dāng)凸臺(tái)拉伸時(shí)，拉伸深度為5mm。之后，沖裁凸模10和沖裁凹模3開(kāi)始落料，并且滑塊繼續(xù)下降到下死點(diǎn)，并且沖壓件被沖壓成形。在滑塊之間的間隔期間，彈性卸料板7卸下廢料，推料板16向下推動(dòng)工件，并且中心預(yù)孔廢物從下模落下，完成第一加工過(guò)程。2.2應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題。必須保證沖壓和沖裁復(fù)合模具組件裝配。沖壓工作的順序是：沖壓中心預(yù)孔———拉伸3個(gè)凸臺(tái)———沖裁，即在圖3中下模的中間部分3，當(dāng)工件4的上平面齊平時(shí)，下沖壓上模具部分15的平面最低，接下來(lái)形成的凸起部分10，并且沖裁凸模（構(gòu)件10的外部）最高。拉伸3個(gè)凸臺(tái)時(shí)，由于材料厚度為2mm，拉伸深度為5mm，根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)判斷，不會(huì)造成拉伸時(shí)拉裂現(xiàn)象。如果發(fā)生拉裂現(xiàn)象，設(shè)計(jì)模具時(shí)，可增加凹模的圓角半徑，減小壓邊力，還可以在凹模表面涂潤(rùn)滑劑來(lái)減小摩擦，減小拉伸時(shí)的阻力，可解決拉裂問(wèn)題。壓、卸料部分應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)?zāi)Ｊ竭M(jìn)行調(diào)整，以確保適當(dāng)?shù)臎_裁力和卸載力，平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)和功能，以滿足模具的工作要求。2.3沖孔（修復(fù)內(nèi)孔）拉伸復(fù)合模具。沖孔（修復(fù)內(nèi)孔側(cè)）———拉伸復(fù)合模具如圖4所示。后滑動(dòng)導(dǎo)向架采用倒裝結(jié)構(gòu)，用于完成內(nèi)孔修邊和外邊緣拉伸。工作過(guò)程很簡(jiǎn)單，不再詳述。3結(jié)束語(yǔ)上述過(guò)程和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)后，將輪轂端蓋通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，完全可以滿足生產(chǎn)的要求，同時(shí)采用該方法可以極大程度提升生產(chǎn)效率，同時(shí)還可以節(jié)約成本25％，在確保沖壓件尺寸和性能的同時(shí)減少了材料的消耗，具體計(jì)算過(guò)程如下：每件節(jié)省4元，此型號(hào)的產(chǎn)量為5萬(wàn)臺(tái)/年，而直接節(jié)省的是：4元/件*4件/臺(tái)*5萬(wàn)件/年=80萬(wàn)元/年，因此對(duì)零件進(jìn)行沖壓工藝改進(jìn)具有重要的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)該工藝的改進(jìn)還對(duì)市場(chǎng)上類似的產(chǎn)品改進(jìn)提供了借鑒思路，這樣可以實(shí)現(xiàn)充分使用現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)對(duì)零件的現(xiàn)代化生產(chǎn)工藝改進(jìn)，提高生產(chǎn)效率和降低成本。

作者:蘇朱勇 單位:荊州理工職業(yè)學(xué)院機(jī)電與汽車工程學(xué)院