車剎車片鋼背落料凹模結(jié)構(gòu)及制造工藝設(shè)計(jì)

1、汽車剎車片鋼背落料凹模結(jié)構(gòu)及制造工藝設(shè)計(jì)第33卷第1期Vo1.33No.1鍛壓技FORGlNG&STAMPiNGTECHNOLOGY2008年2月Feb.2008汽車剎車片鋼背落料凹模結(jié)構(gòu)及制造工藝設(shè)計(jì)唐建生,陸茵(河南:業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系,河南南陽(yáng)473009)摘要:汽車剎車片是易損件,壽命一般在3×10-5×10km.提高剎車片模具的使用壽命,降低制造成本,是汽車剎車片制造企業(yè)面臨的一個(gè)重要課題.本文針對(duì)汽車剎車片鋼背落料凹模使用壽命低的問(wèn)題,對(duì)模具的結(jié)構(gòu)和制造T藝進(jìn)行r改進(jìn).在模具結(jié)構(gòu)方面,采用了預(yù)應(yīng)力套圈結(jié)構(gòu),改善了模具的受力狀態(tài);在制造工藝方

2、面,改一次線切割工藝為兩次線切割_藝,同時(shí)降低丁熱處理的硬度,提高了模具的抗沖擊性.這些措施使模具壽命由數(shù)千次提高刮2×10次以上,取得r很好的效果.關(guān)鍵詞:凹模套箍;凹模結(jié)構(gòu);制造工藝;模具結(jié)構(gòu);剎車片中圖分類號(hào):TG385.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1000-3940(2008)O1-0093-03StructureandmanufacturingprocessdesignofblankingdieforcarbrakeblocksteelbackTANGJian-sheng,LUYin(DepartmentofMechanicalEngineering,HenanPolytec

3、hnicInstitute,Nanyang473009,China)Abstract:Automobilebrakeblockiseasytobedamaged,whosegeneralservicelifeisabout3×10-5×10km.Itisanimportantproblemtoimprovetheservicelifeandcutdownthecostsinmanufacturingbrakeblock.Theimprovementofstructureandmanufacturingprocesswasdoneintheaspectoflowservice

4、lifeofblankingdiesofbrakeblocksteelback.Theprestressingferrulewasusedtoimprovethestructurestressedstate.Onetimewireelectrodecuttingprocesswaschangedintotwotimesmanufacturingprocess.Atthesametime,theheattreatmenthardnesswasreducedtoimprovetheshockresistance.Sothedieservicelifecanbeincreasedfromsevera

5、lthousandsupto2×10.Goodresultscanbeachieved.Keywords:dieskein;diestructure;manufacturingprocess;punchstructure;brakeblock1引言剎車片是汽車上經(jīng)常更換的易損件,壽命一般在3×10”-5×10km,所以市場(chǎng)需求量非常大.如何提高模具使用壽命,降低制造成本,是汽車剎車收稿日期:20070312;修訂日期:20070515作者簡(jiǎn)介:鹿建(1966),男,學(xué)士,副教授電子信箱:tangjsh1966sina.corn片制造企業(yè)面臨的一個(gè)重要難題.本文通過(guò)

6、改進(jìn)剎車片鋼背落料凹模的制造工藝_l,大幅度提高了沖裁模具使用壽命,降低了制造成本.2模具結(jié)構(gòu)及制造工藝2.1產(chǎn)品工藝分析桑塔納汽車盤式剎車片的鋼背(襯板)如圖1所示,材料為Q235鋼板.材料厚度為5mm,最小圓角過(guò)渡R為0.51mm,凹槽寬度9.9mm,生3結(jié)論參考文獻(xiàn):對(duì)熱模鍛模具的飛邊槽設(shè)計(jì)進(jìn)行了矢量實(shí)驗(yàn)分:舌芝77-,80.模鍛析,得出的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案為:飛邊槽深與橋部寬之2潘子華.延長(zhǎng)輥鍛熱成形模壽命的綜合技術(shù)措施_I1.鍛壓比為l;3.2,即:飛邊槽深F一橋部寬H/3.2.技術(shù),2007,32(6):8586.熱模鍛模具的設(shè)計(jì),一般都憑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)3王子,盧建中,魯士軍.齒坯小飛邊

7、開式模鍛工藝的研究計(jì),很少有現(xiàn)成的數(shù)據(jù)可以套用,尤其是熱模鍛模_J_?工程機(jī)械文摘,2004,:.一.?具飛邊槽設(shè)計(jì),隨意性較大.本文提出的熱模鍛模2模鍛工藝的改進(jìn)J1鍛壓技術(shù)具飛邊槽優(yōu)化設(shè)計(jì)理論方案,為熱模鍛模具飛邊槽設(shè)計(jì)提供了科學(xué)的數(shù)據(jù).94鍛壓技術(shù)第33卷產(chǎn)批量為大量.從沖裁件的工藝性分析,采用普通沖裁(落料)工藝是十分經(jīng)濟(jì)的,但從沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性分析,凹模刃口在制造和使用時(shí)易出現(xiàn)熱處理開裂,尖角處崩刃和過(guò)快磨損等現(xiàn)象.如果不采用一定的措施,模具使用壽命將大大降低.圖1剎車片鋼背Fig.1Steelbackingofbrakeblock2.2模具材料選取根據(jù)生產(chǎn)批量,材料厚度及產(chǎn)品的形

8、狀,選擇微變形冷作模具鋼Crl2MoV,其特點(diǎn)是具有高淬透性,高淬硬性,高耐磨性,回火穩(wěn)定,變形量小和高的抗壓強(qiáng)度_5.2.3凹模工藝路線原產(chǎn)品工藝路線如下:(1)將毛坯鍛成尺寸為208mmX176mm×75mm的平行六面體;(2)退火;(3)銑各平面,留磨削余量0.7mm,側(cè)面留磨削余量0.5mm;(4)劃出對(duì)稱中心線,固定孔及銷孔線,并加工;(5)按熱處理工藝保證6064HRC;(6)磨上下面保證要求;(7)用線切割方法加工型腔;(8)鉗工研磨拋光型腔.由于沖裁的板料較厚,凹模承受較大的應(yīng)力,長(zhǎng)時(shí)間工作凹模易在刃口尖角或薄弱處產(chǎn)生裂紋,以至斷裂_6.這是凹模壽命降低的一個(gè)重要原因

9、.同時(shí),在生產(chǎn)使用中,出現(xiàn)過(guò)沖裁幾千件開裂的現(xiàn)象,最多也只能沖裁幾萬(wàn)件.一般很難達(dá)到模具設(shè)計(jì)的使用壽命.經(jīng)實(shí)踐摸索,本文對(duì)凹模的加工工藝過(guò)程進(jìn)行改進(jìn),制訂了新的工藝路線如下:(1)將材料為Crl2MoV的毛坯鍛成尺寸為206mm×55mm的圓柱體;(2)退火;(3)車外圓,銑平面,留磨削余量0.6mm.同時(shí)另備一凹模套箍料,材料為Q235,尺寸為258(外)mm×206(內(nèi))mm×55mm與206mm×55mm配車,保證單邊0.40.5mm的過(guò)盈量;(4)銑出型腔的大致輪廓,單邊留23mm余量;(5)熱處理工藝保證5658HRC;(6)套箍加熱至3003

10、50,然后將凹模壓人;(7)按要求磨上下面;(8)劃出對(duì)稱中心線,固定孔及銷孔線,并加工;(9)用線切割方法加工型腔(或不銑型腔,分兩次進(jìn)行線切割加工);(10)鉗工研磨拋光型腔.采用圓形凹模,外加套箍的結(jié)構(gòu),如圖2所示.車削凹模外圓與套箍?jī)?nèi)孔時(shí),使兩者之間有一定的過(guò)盈量(單邊0.40.5ram),將套箍加熱至300350,然后將凹模壓人.套箍的材料為具有較好塑性的Q235鋼.由于有一定的過(guò)盈量,套箍會(huì)對(duì)凹模產(chǎn)生較大的緊箍力,使凹模型腔經(jīng)線切割加工成形后由于內(nèi)應(yīng)力的釋放而產(chǎn)生變形,無(wú)法與凸模正常配合.在這種情況下,應(yīng)分兩次進(jìn)行線切割加工:第一次加工時(shí)沿周邊留lmm余量,第二次加工成形;或在凹模

11、熱處理前先銑出型腔的大致輪廓(單邊留23mm余量),待熱處理及壓人套箍后再線切割加工型腔.圖2凹模及套箍Fig.2Dieandskein另外,Cr12MoV制造凹模的熱處理硬度降為5658HRC時(shí),壽命提高5×106×10件;硬度為60-64HRC時(shí),一般壽命為2×103×10件,失效形式多是崩刃和開裂.2.4模具結(jié)構(gòu)沖裁間隙是一個(gè)重要的工藝參數(shù).凸,凹模之間存在很小的間隙,間隙值的大小除對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量和尺寸精度有重要影響外,還對(duì)沖裁力和模具壽命有顯著影響.凸模和凹模之間間隙大小可分為3種基本情況,即間隙合理,間隙過(guò)大和間隙過(guò)小,如圖3所示.沖裁間隙

12、合理時(shí),材料上下面出現(xiàn)的裂紋相互重合,制件斷面略帶斜(錐)度,如圖3a所示.間隙過(guò)大或過(guò)小時(shí),材料的上下兩裂紋不重合(如圖3b,c所示),材料受很大的拉伸,斷面光亮帶減小,毛刺,圓角和斜(錐)度都會(huì)增加.因此,設(shè)計(jì)模具時(shí)要選擇合理的間隙,從而使第1期唐建生等:汽車剎車片鋼背落料凹模結(jié)構(gòu)及制造工藝設(shè)計(jì)1/刊笪7,圈JlllllldlllIIIllllf/沖裁件斷面質(zhì)量較好,所需沖裁力較小,模具壽命較高.在生產(chǎn)中,通常是選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙.針對(duì)該模具,由于圖紙上的凹槽是與汽車制動(dòng)蹄配合,對(duì)光亮帶有一定要求,同時(shí)又考慮到模具的使用壽命,所以采用稍大間隙值.模具結(jié)構(gòu)如圖4所示.圖4棋具結(jié)構(gòu)

13、1套箍2凹模3導(dǎo)料板4卸料板5.凸模Fig.4DieStructure凸模與凸模固定板采用無(wú)機(jī)粘結(jié)劑固定連接.無(wú)機(jī)粘結(jié)工藝簡(jiǎn)單,操作方便,不需要專用設(shè)備,因而成本低,容易掌握.為保證粘結(jié)強(qiáng)度,凸模與凸模固定板留有0.5mm的雙面間隙(間隙取在凸模固定板上),并使被粘結(jié)面有較大的表面粗糙度值(Ra25Fro).2.5模具使用通過(guò)改進(jìn)剎車片凹模制造工藝,采用圓形凹模外加套箍的結(jié)構(gòu)方法,可成倍甚至十幾倍地提高凹模壽命,并可節(jié)約相對(duì)貴重的凹模材料【.同時(shí),對(duì)以前制造的和在使用過(guò)程中出現(xiàn)裂紋的落料凹模(無(wú)套箍),用加套箍方法加以挽救,亦收到了很好的效果.實(shí)踐證明,這種形式的模具沖制了二十余萬(wàn)件沖件,遠(yuǎn)遠(yuǎn)

14、超出原設(shè)計(jì)的使用壽命,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益.大大降低了汽車剎車片的制造成本.3結(jié)語(yǔ)實(shí)踐證明,采用圓形凹模外加套箍的結(jié)構(gòu)方法,其制造工藝并不復(fù)雜,模具結(jié)構(gòu)變化不大,工作可靠,不需要增加任何設(shè)備和工裝,延長(zhǎng)了模具的使用壽命.為提高普通沖裁模具的壽命提供了一條行之有效的途徑.參考文獻(xiàn):1李云程.模具制造工藝學(xué)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.2許發(fā)樾.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.3日本塑料加工學(xué)會(huì).壓力加工手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1985.4陳錫棟,周小玉.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.5:王緒芳異形墊圈落料沖孔復(fù)合模具設(shè)計(jì)J鍛壓技術(shù),2006,3l(4):64656郭華英,金淼.板料在半圓形拉深筋中的變形研究LJ.鍛壓技術(shù),2006,3l(6):29327劉毅,曹炬,凌少東圓形零件的排樣問(wèn)題J鍛壓技術(shù),2OO5.30(5)3335.鍛壓專利報(bào)道專利名稱:制備超細(xì)晶材料的反復(fù)鐓粗?jǐn)D壓模具專利申請(qǐng)?zhí)?CN2OO42Ol14969.3公開號(hào):CN2768921申請(qǐng)日:2004.12.29公開日:2006.04.05申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)一種制備超細(xì)晶材料的反復(fù)鐓粗?jǐn)D壓模具,屬于材料加工領(lǐng)域.本