汽车刹车片卡子工艺及模具设计

! ! ! ! ! ! ! 模! ! 具 !"# $ %&’() ! ! ! !"### !""# 年第 $% 期 !!!" #$ % & ’!( ) * + ,-./01" 2 (# 冷加工 汽车刹车片卡子工艺及模具设计 河南工业职业技术学院! （南阳! "#$%%&） ! 冯辉英! 王! 蕾! 陆! 茵 ! ! 汽车刹车片卡子是汽车刹车片上的附件，起夹紧作 用，是汽车制动器重要的零件之一。 !" 工艺路线分析 如图 " 所示，卡子材质为 #$%&，材料厚为 ’( #))， 面镀锌 ’( ’"$ * ’( ’+))。 从图中可看出，该卡子形状比较复杂，需要成形的 尺寸较多，且中小批量生产，精度要求不高。考虑使用 连续模设计，模具结构复杂而且制造成本高，故采用单 工序模设计。模具结构简单，设计制造容易，制造周期 短，投产快，回弹也容易控制，维修方便。由于表面要 求镀锌，因此确定加工工艺路线：下料!落料!切口! 弯曲! 弯形!整形!镀锌!除氢。 图 "! 卡子产品图 #" 落料模设计 （"）尺寸展开! 弯曲件长度展开计算是依据板料弯 曲前后应变中性层长度不变的原则进行的。展开图如图 + 所示。 （+）排样! 排样是模具设计中很重要的工作，排样 合理与否直接影响材料的利用率，一般的冲压排样不用 考虑板料辗压纹路方向。由于该零件在后面工序中需要 多次弯曲，因此在排样时，如果不能保证所有弯曲线都 垂直于辗压纹路方向时，应该考虑使弯曲线与辗压纹路 成一定角度。 由于该卡子尺寸比较小，为了提高效率，也便于模 具压力中心计算，所以采用一次落两个工件的双落料模 具，排样图如图 , 所示。 图 +! 卡子展开图 图 ,! 卡子排样图 （,）冲床的 选择 ! 冲裁力是 指冲压时，材料 对凸模的最大抵 抗能力，在设计 模具时，冲裁力、 推料力、卸料力 是选用冲床、校核模具强度的主要依据。 *冲裁 - +,!- - ./( 0（12）（+ - "3’))） *总 - +（*冲裁 4 *5 4 *6） - +/3（12） 选 0’’12冲床。 （0）模具结构! 图 0 是落料模，使用的是对角导柱 模架，模具中零件 $ 是落料凸模，它和固定板 # 采用无 机粘结固定并装在上模座上；在落料凹模 " 开出导料 槽，挡料销 + 安装在落料凹模上，冲裁时，条料一般由 右下方送入，凸模下行，卸料板（兼压料）, 首先压住 材料，继续冲压，橡皮受压缩，凹、凸模工作部分即完 成落料工作。此时，冲下的零件进入凹模 " 型腔内，当 上模部分上升时，包在凸模外面的废料由卸料板卸下， 而零件则从凹模 " 里被推出。 $" 切口模设计 （"）选择 $’12冲床，计算如下： ! ! ! !"# $ %&’() 模! ! 具 ! ! ! ! ! ! ! 冷加工 !""# 年第 $% 期 !"### !!!" #$ % & ’!( ) * + ,-./01" 2 (# 图 "! 卡子落料模 #$ 凹模! %$ 挡料销! &$ 卸料板! "$ 橡皮 ’$ 凸模! ($ 固定板 *冲裁 ) +,!- ) *$ ’（+,）（+ ) %#$ (--） *总 ) *冲裁 . */ ) #0$ &（+,） 图 ’! 卡子切口模 #$ 凹模! %$ 定位板 &$ 切刀! "$ 模柄兼固定板 （%）模具结构如图 ’ 所示，该道工序采用无导 柱的简易模具，设计简单， 制造容易，操作简便。 !" 弯曲模设计 （#）冲床的选择 ! 校 正弯曲力计算： . ) 1($ 1’--%，/ ) #%0,2 --% ! ! *3 ) .* ) 1($ 1’ 4 #%0 ) *$ %（+,） 对于校正弯曲，由于 校正弯曲力比顶件力大得多，故顶件力可以!略。 弯曲时压力的确定：*压机’*3 ) *$ %+,。 选 ’0+,冲床。 图 (! 卡子弯曲模 #$ 弹性顶件装置! %$ 凹模 &$ 顶件块! "$ 定位板 ’$ 凸模! ($ 固定板 （%）回弹 ! 影响回 弹的因素很多，如材料 的力学性能、工件的相 对弯曲半径 0 1 ,，弯曲中 心角的大小，弯曲工件 的形状，弯曲方式等， 因此很难用计算的方法 得出精确的回弹值，一 般是查表求出后，再在 生产中试模修正。 如图 ( 所示，是卡 子弯曲模。该处弯曲是 5形弯曲，在工艺上为增加弯曲力，采用校形弯曲，弯 曲后回弹较小，满足使用要求。 #" 弯形模设计 如图 1 所示，在模具结构上，采取按回弹值修正凸 模的角度的方法，也就是将凸模角度加上一个回弹角， 减小零件回弹。 图 1! 卡子弯形模 #$ 无机粘固定板! %$ 固定板 &$ 凹模! "$ 定位板! ’$ 凸模 $" 整形模设计 如图 6 所示，为提 高卡子的尺寸和形状准 确度，采用整形工序， 它的结构与一般成型模 相似，只是工作部分的 精度要求更高和表面粗 糙度值要求更小。 %" 表面处理 卡子材质是 (’78， 图 6! 卡子整形模 #$ 下模座! %$ 凹模 &$ 凸模! "$ 模柄兼固定板 它是一种弹簧钢，最后热 处理为淬火和回火；其强 度较高，淬透性较大，脱 碳倾向小，但有过热敏感 性，易出现淬火裂纹，并 有回火脆性。如果热处理 硬度太硬则易脆断，太软 则没弹性。 在使用时发现经淬火 回火后能正常使用，但在 表面镀锌后却发现有断裂 现象。后来，我们在电镀 之前，把去氧化层酸洗液的 9: 值改小点，同时酸洗时 间变短，电镀之后进行去氢处理，镀出的卡子就不易断 了。 &" 结语 该产品由于生产批量不大，所以采用单工序模，故 工序较多，但工艺合理，模具构思巧妙，结构设计简 单，制造容易、周期短，同时也便于维修，充分利用工 厂的设备和人力资源。在最后的表面处理工艺中严格控 制，保证卡子质量，及时为厂家提供样品，并交样合 格，后批量供货，为工厂创造显著的效益。 （收稿日期：%00*0"06）