来源:锻压世界
汽车离合器是汽车传动系中的重要部件,其主要由飞轮、盖总成、从动盘总成、分离轴承及压紧机构和操纵机构组成。其中,从动盘总成作为汽车离合器的核心产品之一,对汽车工业的发展起着重要作用。在汽车零部件市场瞬息万变的今天,市场竞争很大程度上取决于质量、成本和时间的竞争。目前,业内的从动盘总成铆接模具,根据产品规格不同,每种规格产品所对应的模具不同。这种对应方式,需要有很多的模具数量才能满足生产的要求,占有了较大的模具制造成本和管理成本。产品换线时,模具要更换,换模时间长,特别是对于产品批量小,品种多的企业 ,严重制约着生产能力的提高。
为了解决这一困扰业内企业的技术难题,在对各种从动盘总成产品结构深入分析的基础上,对从动盘总成铆接模具进行结构优化改造,采用“凸”字型结构铆钉座和滑槽设计技术,使传统的上下模铆针位置固定成为位置可变,从而在铆接模具通用性方向设计上有了质的飞跃,在提高生产效率,节约模具成本,加速产品更快走向市场等方面具有显著优势。
1. 模具结构特点
(1)模具特点
为实现从动盘总成铆接模具通用快换、灵活耐用的目的,要求研究探索的铆接模具要体现以上特点,如表1所示。
(2)零件与材料
通用快换从动盘总成铆接模具,主要有模座、垫板、固定板、铆针、铆针座、定位套、橡胶弹簧、定位轴、模柄、销钉及螺栓等零件构成。其中,工作零件为上下模上的铆针;模座、垫板、模柄等为支承零件,定位套、定位轴为定位零件;橡胶弹簧在铆接时起压料卸料的作用。根据各零件功能和从动盘总成产品特点,选取和加工模具的主要零件,其规格和材料如表2所示。
(3)模具结构
从动盘总成通用快换铆模结构如图1所示。从动盘总成通用快换铆模设计采取将铆接位置做到灵活可变的设计理念。上下模铆针做成带移动滑块铆针座,铆针座可在固定板槽中来回移动,针对不同产品,移动铆针座到合适位置后锁死,来满足不同产品铆接位置化的需要,如图2所示。
图1 从动盘总成通用铆接模具结构
图2 从动盘总成通用模具俯视
如图1、图2所示,从动盘总成通用快换铆模上模包括模柄7、模柄螺栓6、上模座8、上模垫板4、固定板3、橡胶弹簧B 9及上下模通用的铆针13、铆针座12、销钉5和螺栓2。下模包括下模座16、下模垫板15、固定板14、定位套10、橡胶弹簧A 11、定位轴1及上下模通用的铆针13、铆针座12、销钉5和螺栓2。整个结构紧凑合理,体现了简单化特点。
从动盘总成通用快换铆模铆针座采用“凸”字型结构设计技术。如图3所示,其“凸”字型外围X面和Z面分别和固定板中 “凸”字型槽(见图4)相配合,其安装时双边间隙0.1mm,刚好能够自由滑动,没有卡滞或晃动。
如图2所示,铆针座螺栓通过固定板“凸”字型槽两边的螺丝孔,直接紧固在铆针座的“凸”字型两边的台肩上(即图3 Y面),从而在铆针座移动到合适位置后,将其固定锁死。“凸”字型铆针座的中间设置有12mm圆孔,用于紧配装配工作零件铆针,铆针为市场上的标准冲针规格,市场上购买十分方便。如图3所示,铆针座P面直接在模具垫板上。由于铆针端部在垫板上,产品铆接时,垂直受力直接作用在模具的垫板上。垫板表面有较高的光洁度和平整度要求,因为垫板采用Cr12钢,厚20mm和56~62HRC硬度要求,具有较高强度和承载能力,一般不易损坏。即使由于长期使用出现了磨损,垫板是圆形平板,用磨床磨平后抛光非常容易。
图3 带有铆针的铆针座结构
图4 从动盘总成铆接模具固定板结构
“凸”字型铆针座上面宽20mm,下面宽46mm,下面高12mm,总高31mm;固定板上“凸”字型槽尺寸与之相配合,双边间隙0.1mm。“凸”字型结构铆针座设计科学合理,在保证自由滑动的同时,提供了一定的支承能力和较好的稳定性。铆针座中部固定的工作零件铆针如有磨损,更换也非常方便。
与“凸”字型结构的铆针座相匹配,从动盘总成通用快换铆模的固定板也设置有“凸”字型槽。因为从动盘总成产品需要铆接限位销位置基本上都是均布设置的,一般为三个均布、四个均布、五个均布和六个均布,不同产品主要是周向分布的个数和分布的直径不同。所以固定板上的“凸”字型槽也可以相应设计成三等分、四等分、五等分和六等分几种,用这几种模具代替传统的上百种甚至几百种位置一对一做法的铆接模具(见图5~图7)。
图5 四等分总成铆接模具下模
图6 四等分总成铆接模具上模
图7 六等分总成铆接模具下模
从动盘总成通用快换铆模的固定板设计成为分体结构,这是因为在整体固定板上加工“凸”字型槽,难以保证底部平整度的要求,造成铆针高度难以一致,影响铆接效果和铆接质量。铆针也容易损坏。“凸”字型槽底部不平整后也难以修复。而采用分体结构将铆针作用力直接转移到垫板上,而不在固定板上面,无论是“凸”字型槽自身加工,还是模具质量和铆接效果都有很大进步,后期维护也十分方便快捷和可操作。但是制作固定板“凸”字型槽时,要注意割槽成分体前,要先将固定位和垫板上的销钉孔、螺丝孔一起对应先做好。保证线切割槽后,每块分体零件上都有两个销钉孔和三个螺丝孔,并和垫板上孔位相应。割成几块分体零件后,按顺序标上编号,这样每块分体零件上都有和垫板上相对应的销钉孔和螺丝孔,模具装配时,打上销钉,扭紧螺丝即可,“凸”字型槽便自动装配成形。如果线切割槽前没做好销钉孔位,难以达到模具装配的理想位置要求,也难以保证后续“凸”字型结构铆针座的装配和自由滑动。这点是加工固定板和垫板时必须注意和遵循的。
如图1所示,下模固定板和铆针座的上面设置有橡胶弹簧A和定位套;上模铆针上也套有橡胶弹簧B。固定板的中心有12的中心孔,中心孔内安装有定位轴(见图1)。定位轴下面部分尺寸和固定板的中心孔相配合,上面做个台阶,尺寸和从动盘总成产品的内孔相配合,铆接时起定位产品的作用,根据产品内孔尺寸的不同,定位轴可以很方便的更换。产品铆接时,从动盘总成产品内孔穿入定位轴内,需铆接的限位销放到定位套内,放好后,启动压力机按扭即可铆接。当上模下压时,橡胶弹簧A和橡胶弹簧B起到将工件压紧的作用,保证了铆接的需要和取得较好的铆接效果,同时,铆接完成后上模上升时,橡胶弹簧又起到卸料的作用。
从动盘总成通用快换铆模通过上述结构优化和创新设计,总体体现了模具结构简单、合理,维护方便,快换性、通用性强,使工序简化等功能特点。
2.技术优势和应用价值
(1)创新优势
从动盘总成通用快换铆模具有以下优势:第一,铆针座采用“凸”字型结构,中间有铆针孔,用于装铆针,铆针如有磨损可快速更换;“凸”字型铆针座外形和固定板的槽相配合,能来回移动;“凸”字型铆针座结构,不但实现了铆针滑动的目的,同时充分满足了铆针稳定性的要求,保证了铆接质量。
图8 三等分总成铆接模具应用示例
第二,固定板采用分体结构,由一块板线切割成等分的几块,每两块间割开的“凸”字型槽和铆针座相配合,保证了铆钉的稳定性及其在槽内自由移动。铆针的位置有铆针座和固定板来决定,其受力方向直接施加在下边的垫板上,保证了模具平面度的要求。
第三、固定板“凸”字型槽两边各设计有一排螺丝孔,铆针座移动到适当位置后,通过扭紧固定板“凸”字两边上的螺丝锁死铆针座,满足不同规格产品孔位不同的要求,从而实现模具的通用性和快速换线的特点。
(2)应用价值
从动盘总成通用快换铆接模具由于采用了快换方向和通用性方向的设计,在保证铆接强度和铆接质量的同时,缩短了产品调试周期,提高了生产效率,从而使产品能更快走向市场,具有核心竟争力。同时,从动盘总成通用快换铆接模具在很大程度上减少了总成铆接模具的数量,方便搬运、储存、调整和更换,节省场地,降低模具制造和管理成本,可实现工装模具平台化以及快速换线的目的。可广泛应用于离合器制造企业,特别是产品批量小订单多的中小型企业,具有较强的应用价值和推广价值。
3.结语
一种通用性很强的汽车离合器从动盘总成铆接模具,采用平台化,快换方向的设计理念,将上下模铆针设计成带有移动铆针座,固定板带槽,铆针和铆针座可在槽中移动,针对不同产品,移动铆针和铆针座到合适位置后锁死,来满足不同产品铆接位置变化对模具的使用要求。从而提高了换模速度,减少了模具数量,节约了空间,降低了模具的制造和管理成本,使整个工艺更加简单化。
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