導語：輪轂端蓋工藝改進與模具設(shè)計研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，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，本文通過對其加工工藝進行改進，確定沖壓模具設(shè)計及零件批量生產(chǎn)要點，對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、效率、可行性、經(jīng)濟性等，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

輪轂端蓋是小汽車輪轂上一小部件，每個輪轂上裝1個，即圖1所示的鑄造件，在加工過程中存在一些缺陷，比如鑄造的工序復雜，需要耗費大量工時進行生產(chǎn)，因此會造成材料和人工的浪費，對企業(yè)來說其生產(chǎn)效率和成產(chǎn)成本都是不能接受的，因此本人經(jīng)過對該零部件結(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。實踐證明，該工藝操作性好、生產(chǎn)效率高、成本低。

1過程分析和工藝方案的確定

沖壓加工是一種常見的金屬加工方法，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，同時還具有一定的互換性，同時具有良好的機械性能，因此在進行可行性驗證時要滿足以下幾個條件：①改進產(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改進后的沖壓件必須具備良好的沖壓加工特性。首先通過對原來零件結(jié)構(gòu)進行分析可知，只要將圖2的結(jié)構(gòu)進行改變就可以使其具備良好的沖壓性。對于該結(jié)構(gòu)的改善難點在于三個凸臺的相對距離較小而相對高度較大，因此在成型的過程中由于材料會形成一定程度的形變，難以補充在凸臺的內(nèi)側(cè)和兩個凸臺之間的圓弧，因此有一定的概率會造成拉裂的情況發(fā)生，同時這個問題難以通過變薄和拉伸的方式來解決，需要在后期進一步進行解決。對于沖壓工藝的選擇也需要進行改進，通過以下幾個步驟來解決沖壓工藝中的難點：①采用預沖孔中心孔，改善三個凸臺內(nèi)部與凸臺之間的金屬材料內(nèi)部流動；②將坯料下料成方形，使四角外側(cè)補充3個凸臺材料；③首先將三個凸臺拉伸到一定深度，然后落料成外圓材料的方法，使材料容易補充，外圈在拉伸過程中相對準確（在下一個過程之前無需修復外邊緣）。通過以上步驟的分析，可以得出較為科學的沖壓工藝：由兩個復合過程（2對模具）完成沖壓過程。第一個過程：沖出中心預孔———拉動凸臺———沖裁。第二個過程：沖孔（修復內(nèi)孔側(cè)）。

2沖壓模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計

2.1沖中心預孔拉伸落料復合模的設(shè)計。對沖壓模具進行結(jié)構(gòu)設(shè)計研究，決定采用如圖3所示的沖壓沖裁復合模具設(shè)計，通過前裝式結(jié)構(gòu)加后滑動導模的設(shè)計方式。具體的作業(yè)流程如下：在模具打開狀態(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)主要是通過壓力機對彈簧9施加壓力，使其對滑塊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，啟動壓力機，滑塊F線和彈性壓板7在彈簧9的作用下，壓緊材料。當滑塊下降時，將板材預先沖壓到Φ51mm的中心，然后拉伸三個凸臺。當凸臺拉伸時，拉伸深度為5mm。之后，沖裁凸模10和沖裁凹模3開始落料，并且滑塊繼續(xù)下降到下死點，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向下推動工件，并且中心預孔廢物從下模落下，完成第一加工過程。2.2應(yīng)當注意的問題。必須保證沖壓和沖裁復合模具組件裝配。沖壓工作的順序是：沖壓中心預孔———拉伸3個凸臺———沖裁，即在圖3中下模的中間部分3，當工件4的上平面齊平時，下沖壓上模具部分15的平面最低，接下來形成的凸起部分10，并且沖裁凸模（構(gòu)件10的外部）最高。拉伸3個凸臺時，由于材料厚度為2mm，拉伸深度為5mm，根據(jù)工作經(jīng)驗判斷，不會造成拉伸時拉裂現(xiàn)象。如果發(fā)生拉裂現(xiàn)象，設(shè)計模具時，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滑劑來減小摩擦，減小拉伸時的阻力，可解決拉裂問題。壓、卸料部分應(yīng)通過試驗?zāi)Ｊ竭M行調(diào)整，以確保適當?shù)臎_裁力和卸載力，平穩(wěn)運動和功能，以滿足模具的工作要求。2.3沖孔（修復內(nèi)孔）拉伸復合模具。沖孔（修復內(nèi)孔側(cè)）———拉伸復合模具如圖4所示。后滑動導向架采用倒裝結(jié)構(gòu)，用于完成內(nèi)孔修邊和外邊緣拉伸。工作過程很簡單，不再詳述。3結(jié)束語上述過程和結(jié)構(gòu)設(shè)計改進后，將輪轂端蓋通過實際生產(chǎn)驗證，完全可以滿足生產(chǎn)的要求，同時采用該方法可以極大程度提升生產(chǎn)效率，同時還可以節(jié)約成本25％，在確保沖壓件尺寸和性能的同時減少了材料的消耗，具體計算過程如下：每件節(jié)省4元，此型號的產(chǎn)量為5萬臺/年，而直接節(jié)省的是：4元/件*4件/臺*5萬件/年=80萬元/年，因此對零件進行沖壓工藝改進具有重要的經(jīng)濟效益，同時該工藝的改進還對市場上類似的產(chǎn)品改進提供了借鑒思路，這樣可以實現(xiàn)充分使用現(xiàn)代機械制造技術(shù)對零件的現(xiàn)代化生產(chǎn)工藝改進，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)學院機電與汽車工程學院