文／代群，宋洪忠·武汉泛洲精冲有限公司

汽车手动变速器常使用一种王形槽结构的换挡板，该王形槽起到换挡导向作用。为配合换挡杆的运动角度，保证更好的换挡性能和换挡手感，王形槽的上下两横槽需设计成对称布置的斜槽结构，如图1 所示，该零件材料为20#钢，各槽均有较高的位置度要求。

图1 换挡板产品图

由于常规的冲压加工，其冲裁方向是垂直于材料表面的，故无法实现对上述两斜槽的冲孔加工，因此，目前一般采取铣加工的方式进行生产。但该加工方式的生产效率极低，单件加工时间约需3min，每班仅生产140 ～150 件。按月产量6000 件计算，最少需工时40 个班，同时至少需配备专用加工中心一台。同时，在切削加工过程中，随着刀具的磨损易在槽口产生卷曲毛刺，严重影响产品质量。该工序成为瓶颈工序，将极大地影响产品供货周期。

模具设计方案及工艺方案

模具设计方案

通过理论联系实际，突破常规模具设计思维，成功设计出一种全新的模具结构(图2)，能实现同时冲裁两对称斜槽。

零件按图3 定位、放置于凹模上表面，工作过程为：如图2 所示，当冲裁开始时，上模垂直向下运动，卸料板(件6)的下表面压紧零件；同时，利用斜楔机构(件2、件3)将垂直冲压力转变为斜孔方向的冲压力，推动两斜冲头(件5)在卸料板(件6)内沿斜槽方向运动，冲入零件内实现冲裁加工；冲裁完成后上模上行，在聚氨酯(件4)的弹性作用下卸料板向下运动，使斜冲头脱离零件，至此完成斜孔冲裁过程。

图2 斜冲孔模主视图

图3 斜冲孔模俯视图

工艺方案

为降低斜冲难度，零件工艺方案制定如下：

工序1：精冲落料。精冲落料零件外形见图4。在此过程中，两斜槽预加工出宽度为5.2mm 的直槽，留如图5 所示的适量斜冲余量。其余各孔与外形以精冲复合落料方式加工出来(斜冲加工时作定位之用)。

图4 精冲落料零件外形图

工序2：斜冲孔。斜冲示意图如图5 所示，加工模具如前面图2、图3 所示。加工完成后的两斜槽要求符合图纸尺寸要求。

图5 斜冲示意图

由于斜冲余量较少(最少处仅0.2mm)，有效降低了冲裁力，减少了侧向分力，降低了零件变形量，保证了斜槽尺寸精度和断面质量。

模具设计要点

上述方案设计要点如下：

斜楔机构

如前面图2 所示，斜冲头固定板(件3)与斜冲头(件5)以燕尾槽形式组合为一个整体，装配在卸料板斜槽中；直压块(件2)位于其上方，底部斜面与斜冲头固定板自由接触并可相对滑动。以此组合成斜楔机构，将上模座的垂直运动转化为斜冲头的斜向运动，从而实现了换挡板斜槽结构的冲压成形，结构简单且效率高。

卸料板和凹模

卸料板(图6)、凹模(图7)为关键部件，需要注意两点：

图6 卸料板

图7 凹模

⑴均布置有斜槽结构。该斜槽有加工难度，其位置尺寸精度直接决定了模具的使用效果以及零件的尺寸精度。

⑵与零件接触面均布置有小凸台。其能有效地防止换挡板在斜冲压过程中发生位移，从而起到防止零件发生位移、变形的作用。

零件的定位

如前面图3 所示，零件由外侧定位块(件10)、定位钉(件11)、以及内侧定位块(件12)等进行定位。外侧定位块能有效地防止换挡板在冲压过程中发生外形尺寸超差，内侧定位块能有效防止槽宽尺寸超差。

冲裁间隙

凸、凹模间采取小冲裁间隙，以保证零件断裂面符合图纸要求，即斜冲头装配入卸料板斜槽、向下运动进入凹模后，与凹模斜槽的单边间隙保证为0.05mm。因卸料板和凹模均是斜槽结构，故对模具加工及装配提出了较高要求。

结束语

该模具设计创新，构思巧妙，结构简单，斜冲孔生产效率高，产品质量稳定。通过该设计方案，使用冲压加工取代了原铣加工，极大提高了生产效率，可为类似零件的模具设计提供参考。