小間隙精沖復(fù)合模的結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝分析

李賓飛，趙國存，趙紅衛(wèi)

（中車永濟電機有限公司工模具車間，山西永濟 044502）

1 引言

小間隙精沖復(fù)合模裝配時，要求各沖裁型面之間的間隙均勻，一般情況下，鉗工需要根據(jù)設(shè)計要求均勻墊相應(yīng)的間隙紙，以保證各型面之間間隙均勻。小間隙精沖復(fù)合模關(guān)鍵刃口零件熱處理后，采用精度較高的慢絲加工來滿足各相關(guān)件的間隙要求。

2 沖片結(jié)構(gòu)與沖裁工藝分析

圖1 所示為某種電機定子沖片的零件圖，沖片材料為硅鋼片，料厚0.2mm，沖片有102 個均布槽，沖片毛刺要求小于0.02mm，表面要求平整。

根據(jù)定子沖片零件的技術(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)采用復(fù)合沖模，材料厚度僅為0.2mm，因此，凸模、凹模與凸凹模沖裁型面的雙邊間隙取值在0.015～0.02mm，屬于小間隙沖裁，精度要求控制在0.005mm以內(nèi)。

圖1 電機定子零件圖

3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

該電機定子沖片屬于薄壁環(huán)型件，精度要求高，模具結(jié)構(gòu)如圖2所示，沖床采用JH-100，由于沖床滑塊之間存在的間隙不可避免地對模具導(dǎo)向系統(tǒng)的導(dǎo)向精度產(chǎn)生影響，因此，模柄采用浮動模柄的結(jié)構(gòu)型式，這種結(jié)構(gòu)的模柄可以在一定程度上克服沖床精度不足帶來的誤差，改善模具沖制過程中模具導(dǎo)向系統(tǒng)的導(dǎo)向條件。而且該電機定子沖片材料厚度薄，沖裁間隙較小，模具采用復(fù)合模，因此模具導(dǎo)向系統(tǒng)采用滾珠導(dǎo)向系統(tǒng)，以保證高精度的使用壽命。沖制過程中，為避免沖床以及其它因素對模具間隙的影響，導(dǎo)向系統(tǒng)在整個沖制過程中始終保持導(dǎo)柱與導(dǎo)套不脫開。

圖2 模具結(jié)構(gòu)示意圖

模具若采用正裝下漏料的結(jié)構(gòu)，凸凹槽內(nèi)型腔容易積存廢料，廢料將使內(nèi)型腔承受一定的脹力，對于薄壁的凸凹模極易產(chǎn)生變形，從而影響模具間隙的均勻性；當(dāng)其承受的脹力很大時，凸凹模很有可能出現(xiàn)漲裂現(xiàn)象，?？h無法正常使用。因此，模具采用下頂出（廢料）上打料的落料模。凸凹模不積存廢料，卸料板、推板Ⅱ高出凸凹模1mm，材料沖制過程中始終處于壓緊狀態(tài)，沖制結(jié)束后，廢料由推板Ⅱ、卸料板彈性卸料，制件由推板Ⅰ從凹模推出，這樣沖出的制件表面平整。

4 模具主要零件的工藝制造技術(shù)

從圖3 和圖4 及零件圖可以看出，凸凹模的最小壁厚僅為5mm，在沖裁復(fù)合模中，凸凹模是影響制件的關(guān)鍵件；沖制過程中，其內(nèi)外邊緣均為刃口。模具材料采用Cr12Mo1V1，加工過程中要充分考慮各種因素引起的變形。其主要制造工藝，熱處理前粗加工，內(nèi)型腔單邊留3mm，以減少精加工過和中產(chǎn)生的應(yīng)力變形，全型慢絲兩遍精加工（制件尺寸精度由凸模、凹模決定，凸凹?？s放間隙，保證雙邊間隙0.015～0.02mm），工藝臺留外形15×0.08mm（兩處），坐標磨校正接平工藝臺。鉗工修油線切面，由于凸凹模壁厚的限制，螺紋孔和銷孔無法布置，因此采用壓板與下固定板固定，考慮到凸凹模薄壁屬于易損件，模具凸凹模采用快換結(jié)構(gòu)，下固定板與凸凹模采用過渡配合，更換簡單方便，更換后，檢查間隙即可；凸模（見圖4）的加工工藝同樣需要經(jīng)過粗加工、熱處理、線切排料、熱處理回火、慢絲精加工、鉗工工序；慢絲精加工時，由于壓裝問題，制件需要兩次裝夾，因此，加工時需要增加加工基準，二次校正，加工余型。

圖3 凸凹模

圖4 凸模

模具的上、下模座均采用Q235-A板料，粗加工留量，平磨后精加工導(dǎo)套孔與襯套，保證位置精度±0.03mm以內(nèi)，下模座導(dǎo)柱孔與襯套采用過渡配合，壓板壓緊固定，上模座導(dǎo)套孔與導(dǎo)套固定方式采用厭氧膠粘接，其相對配合間隙在單邊0.12mm 以內(nèi)，粘接前，需要清理油污。卸料板、推板Ⅰ與推板Ⅱ的加工制造，分為粗加工、半精加工、精加工，考慮到加工成本與材料成本，三件合一備一件料，線切加工保證各零件的加工技術(shù)要求，材料成本可降低30%，加工成本降低20%，模具制造費用減少10%左右。

5 模具的組裝

該模具結(jié)構(gòu)適合厚度較薄的中小制件的沖裁。模具精度要求較高，模具組裝時，先調(diào)試上、下模座與導(dǎo)向系統(tǒng)的間隙，厭氧膠固定；再將下墊板、下固定板與凸凹模組裝一體；以凸凹模為基準，調(diào)試凹模、凸模與凸凹模之間的間隙，與推板、上固定板、上模座組裝一體，分合模，檢查并調(diào)整間隙的均勻性，平磨上、下模刃口，最后組裝各零件。

6 結(jié)束語

該模具精度高，模具零件加工難度大，試模一次成功。沖出的制件毛刺小，表面平整，尺寸精度滿足要求，此模具結(jié)構(gòu)解決了厚度薄的薄壁環(huán)形件的精沖復(fù)合模的結(jié)構(gòu)和技術(shù)性難題，而且模具維修方便，模具使用壽命長，滿足了電機定子沖片質(zhì)量要求，達到?jīng)_片批量化生產(chǎn)要求。