風罩成形設計

文/丁一林·淮南凱盛重工有限公司研發中心

風罩成形設計

文/丁一林·淮南凱盛重工有限公司研發中心

丁一林,工程師，主要從事鍛造、沖壓工藝設計工作，目前研究領域為沖壓模具設計。

風罩是電機風扇部的散熱元件，由于批量大，需用模具成形。零件如圖1所示。

風罩零件原先采用“下料→拉延→剪切/整形→一次沖孔”的加工工藝。但是采用上述工藝時，雖然一次沖孔成形縮短了加工時間，但由于凸模細長，沒有采取相關加固措施，易折斷，且凹模的孔間距太小，最小距離只有11mm,強度不夠，易坍塌變形。所以，生產時需要頻繁修理、更換模具，既耽擱交貨工期，也增加了成本。

為了克服以上缺陷，可以采取以下措施。

圖1 風罩零件圖

圖2 凹模孔重新排樣

凸模采用短軸式

由于凸模細長(截面為11mm×11mm)，易變形折斷，為增加強度，可將其做成短軸式，鑲于安裝板2內；工作時上模下行，壓板5先壓住工件7，接著鑲有凸模3的安裝板2于壓塊4作用下經壓板5孔的導向作用向下運行進行沖孔；為增大精確度，壓板5通過安裝于上模座和凹模10的導軸1導向，而凸模3通過安裝板2在壓板5的孔中導向。由此可見，采用短軸式凸模，既增加了零件強度，又保證了加工精度。

一次沖孔改為凹模一周四次旋轉沖孔

整個工序變為：下料→拉延→剪切/整形→四次旋轉沖孔。凹?？字匦屡艠?，如圖2所示。凹模孔如此排布，孔與孔間距從11mm變為19mm，大大增加了凹模的強度。

相應地增加一套變速系統，如圖3所示。當滑塊回程時，固定于上模座的齒條31上行，帶動序號為29的齒輪3轉動，齒輪3又帶動與其固定的序號為28的錐齒輪2順時針方向（從錐頂看）轉動，接著序號為26的錐齒輪1作逆時針方向（從錐頂看）轉動，完成豎直方向到水平方向的速度轉變；接著使與錐齒輪1緊固的序號27齒輪2轉動，通過惰輪25帶動序號21的齒輪1逆時針方向（從上往下看）轉動，齒輪1帶動與之緊固的齒輪軸18同向運動；如圖2c所示，小齒輪20設計有外棘輪和內棘輪，齒輪軸18上裝有驅動棘爪32，驅使小齒輪20作逆時針方向轉動，帶動大齒輪12作順時針方向轉動，從而使與之固定的凹模10順時針方向旋轉90°；滑塊下行沖孔時，為防止凹模竄動，在變速箱16上安裝有止回棘爪33。這樣，滑塊通過四次下行-回程，即完成一個產品的沖孔；另外，為了便于加工和裝配，變速箱16設計成剖分式，兩半加工成哈弗面后用螺栓固定。

圖3 改進后的模具結構圖

結束語

通過上述改進后，凸凹模強度大大增強，凸模不易變形折斷，凹模不會坍塌變形，生產時很少維修，既縮短了交貨期，又增加了模具壽命，減少了生產成本。