文/陳強民，井振海，時立國，楊妍·葫蘆島錦華精密鍛造有限公司

汽車萬向節(jié)C/V外環(huán)擠壓模具的結構改進

文/陳強民，井振海，時立國，楊妍·葫蘆島錦華精密鍛造有限公司

陳強民，總經理，從事汽車零部件鍛造毛坯及相關行業(yè)的設計開發(fā)二十余年。

針對葫蘆島錦華精密鍛造有限公司（以下簡稱錦華鍛造）生產的C/V外環(huán)加工成形中存在的難點，分析目前所使用的擠壓模具結構中存在的模具加工困難、模具壽命低等問題，提出了模具改進措施。改進后的模具將凹模的結構形式由原來的整體式結構改變?yōu)榉煮w式結構。通過試模證明，該模具生產出來的產品滿足顧客要求，模具壽命也由原來約2400件增加到現在約3600件。

錦華鍛造從1999年開始生產轎車類等速萬向節(jié)C/V外環(huán)產品鍛件毛坯，如圖1所示。C/V外環(huán)產品是轎車驅動軸總成的一個重要零件，受工藝水平和公司生產條件的影響，此類產品在原來設計時，凹模模具采用整體式設計，其內型腔不易加工，且由于凹模局部磨損造成整體模具都報廢。

改進模具結構

結構改進后，將凹模的結構形式由原來的整體式結構改變?yōu)榉煮w式結構，即將容易磨損的凹模頭部與凹模桿部分開，不僅能節(jié)約模具用料，還能縮短模具制造周期，提高模具的質量和使用壽命，而且還降低了產品成本、提高了產品市場競爭力，為新產品迅速占領市場打下了堅實的技術基礎。圖2所示的為C/V外環(huán)鍛件外形工步圖。

圖1 等速萬向節(jié)C/V外環(huán)產品鍛件毛坯

圖2 鍛件外形工步圖

原模具結構分析

原凹模模具如圖3所示，型腔較深、凹模頭部臺階較多時，機加工非常困難，并且凹模內腔的表面粗糙度也難以保證，在生產鍛造過程中，局部磨損會造成模具整體報廢，降低模具使用壽命，浪費模具材料，增加產品生產成本。

優(yōu)化后模具結構分析

改進后模具如圖4、5所示，優(yōu)化了模具結構。將易于磨損的頭部與不易磨損的桿部分成2部分，如圖4a和圖4b所示的擠壓凹模的上、下模塊，又將上下模塊分成模套和模芯2部分，如圖4中1、2、3、4所示，當更換模具時，不需要更換上模套和下模套，只需要更換模芯即可，達到降低模具制造成本的目的。通過將整體結構的模塊設計成由模套和模芯嵌套的分體式結構，使位于外側的模套既保留了高的抗熱裂性、耐熱疲勞抗力和抗高溫磨損能力，在經受激冷、激熱時不易形成裂紋，以及形成的裂紋不易擴展，避免模具失效。位于模套內的模芯具有高的抗熱軟化能力和較高的耐沖擊力，保證模塊整體強度和耐壓性，提高了模塊的使用壽命。

圖3 原凹模模具及裝配圖

圖4 改進后的凹模

圖5 分體式模具裝配圖

小批試制

優(yōu)化模具結構后，于2011年5月12～20日在800t生產線上試制了35M-17的分體模具，共生產產品9050件。5月20～27日試制了36M-20分體模具，共生產產品9214件。

模具裝配

此兩種產品凹模上模塊（圖4a）和下模塊（圖4b）的組裝需要在500t油壓機上進行，凹模模具與外模套的組裝在1t模鍛錘上完成，分體模具使用狀態(tài)見表1。

整體模具35M-17和36M-20的凹模壽命約3000件，生產約9200件左右需要用3套凹模，而用分體模具僅使用一套模具即可滿足生產要求。由于模具壽命的提高，減少了工人更換模具的時間，提高了生產效率。

改進后的模套和模芯為過渡配合，配合精度高，模具的加工選用精度好的數控車床進行加工，既保證了模具配合精度，又提高了模具加工質量，降低了產品廢品率，縮短了模具制造周期。

改進效果

材料成本方面

模具材料費用有了明顯的下降，起到了節(jié)約成本的目的，具體材料費用的減少金額見表2。

2012年1～11月共計生產產品636859件，整體模具按照壽命為3000件計算，需要共計212套模具，而改進成分體模具后，按照壽命為3500件計算，共計需要181套，累計節(jié)約模具材料費用268060元。

模具壽命方面

從2012年開始，錦華鍛造對C/V外環(huán)類產品全部采用分體式工裝進行生產。2012年上半年，模具壽命由2011年的預成形凹模由原來的2200件，提高到3100多件；終成形凹模由原來的2700件，提高到3800多件。經過統(tǒng)計，2012年1～11月共計生產C/V外環(huán)類產品636859件，共計節(jié)約成本222900.65元。具體模具壽命的提高數據見表3。

■ 表1 分體模具的使用狀態(tài)

■ 表2 材料費用的減少金額

■ 表3 模具壽命提高數據

產品質量

2011年，錦華鍛造采用整體式模具生產C/V外環(huán)類產品的數量為730087件，其中廢品的數量為1464件，廢品率為0.20%；2012年1～11月，采用分體式模具生產C/V外環(huán)類產品的數量為636859件，廢品數量為1132件，廢品率為0.183%。由此可以看出，廢品率降低了0.017%，如圖6所示。

圖6 2011年與2012年1～11月廢品率對比圖

生產效率

由于模具壽命的提高，減少了更換模具的時間，生產效率有了很大提高，班產量由1400件提高到了1800件左右。C/V外環(huán)擠壓模具結構改成分體式以后，產品質量完全可以滿足顧客要求，模具材料費用降低，模具的使用壽命有所提高，降低了產品成本，節(jié)省了更換模具的時間，在模具的拆裝和搬運過程中，也降低了工人的勞動強度。

結束語

2012年1～11月共計生產C/V外環(huán)類產品636859件，共計節(jié)約成本222900.65元，廢品率從0.2%降低到0.183%，產品質量有了提高，工作效率提高了28%。隨著近兩年來，C/V外環(huán)產品訂單數量逐漸增多，分體模具結構的工藝改進，使公司在模具消耗、產品成本、供貨周期等方面更有競爭力，更有利于公司爭取更多的市場份額，迅速發(fā)展壯大。