雙V形槽楔成形工藝及模具改進

■ 陜西航空電氣有限責任公司 （興平 713107）

王攀利

1. 傳統加工存在的問題

槽楔類零件（見圖1）在發電機中，其作用為固定轉子組件的繞組嵌線。

槽楔類零件的傳統加工工藝為：下料→落料沖孔→成形（零件成形）→校正（形狀及角度校正）→修銼（零件外擴部位）→檢驗。這一方法在加工過程中存在兩個主要問題，其一是零件一次成形不合格，即成形后形狀外擴現象嚴重（見圖2），尺寸難以控制，所使用的成形模具結構如圖3所示；二是彈性變形引起回彈，導致成形角度超差問題。零件的形狀和尺寸需通過校正、修銼工序來保證。

2. 原因分析

零件加工采用一次彎曲成形工藝，模具簡圖如圖3所示，此工藝的優點是所需工裝少，缺點是零件一次成形不合格。雖然模具結構經過了多次改進摸索，但始終對零件的外擴、回彈問題沒有很好地解決。實際生產中采用增加校正、修銼工序來保證零件尺寸。模具工作過程如下：將彎形前的零件套在凸模上，凸模下行，凸模上的R1mm區域首先接觸零件表面形成折彎點，逐漸成形零件α角斜面，此時凸模上的β角斜面彎形零件內斜面。由于α角斜面彎形與內斜面彎形2個過程部分重合在一起，互相干涉，工件在長方形孔區域受到凸模β角斜面的抗力影響，使折彎點外移；而零件兩端區域沒有接觸凸模斜面，折彎點不動，因此在零件長度方向上折彎點不在一條直線上，彎形終了時模具強行把折彎點校正在一條直線上，零件材料向外滑移，故零件的外形必然在中間區域產生外凸現象（見圖2）。這是2個彎形區域互相影響的必然結果。所以解決槽楔成形最關鍵的問題是消除材料滑移，其次是改善回彈。

3. 工藝及模具改進

圖1 槽楔類零件示意圖

圖2 零件成形后形狀外擴圖

圖3 原加工雙V形槽楔模具簡圖

為防止彎曲過程中坯料的不規則滑移，避免2個彎形區域的干涉問題，使工件尺寸穩定，我們從工藝、模具結構和加工質量等方面采取措施。工藝方面盡可能采用對稱結構加工，可避免因不對稱而造成的材料滑移現象。彎形模具也相對應為對稱結構，這樣成形過程凹模兩側的圓角半徑相等，不存在材料滑移的因素。同時需加強對模具制造質量的檢查，使模具制造達到設計要求，保證間隙均勻，表面質量均勻一致。

改進工藝流程，將零件的成形分為二道彎形來完成,這樣就避免了2個彎形區域相互干涉的問題。彎形1將零件由雙V形轉換為L形對稱工件，以消除零件的外擴現象；彎形2采用對稱結構加工零件圓弧面。通過理論計算和經驗數值，凸模角度取88°。

（1）彎形1：這一工序是整個新方案的核心部分，是解決材料滑移引起零件形狀外擴問題的關鍵工序。為避免2個彎形區域的干涉問題，經分析將零件由雙V形轉換為L形對稱工件。圖4是彎形1工序圖。彎形模具采用壓料板壓料（見圖5），彎形時首先是壓料板與凹模將坯料壓緊，然后逐步實現彎曲成形。由于彎形時坯料被壓緊而難以移動，阻止了坯料的滑移。

圖4 彎形1工序圖

圖5 彎形1模具示意圖

（2）彎形2：該工序是采用對稱結構加工零件圓弧面及90°斜面。零件的V字部分通過上工序L形轉換生成。圖6為彎形2工序圖。為防止回彈引起的形狀、尺寸變化，根據理論分析計算和經驗數值，模具設計制造過程中彎形角按88°加工。圖7為彎形2工序模具示意圖。V形部分上工序以加工完成，故尺寸（22.6±0.05）mm自然形成。彎形2模具中的頂件器在加工過程中起到了壓料和頂件雙重作用，有利于穩定零件尺寸。

圖6 彎形2工序圖

圖7 彎形2模具圖

4. 結語

改進后加工的零件尺寸滿足產品圖樣要求，形狀、尺寸穩定，并且生產效率大大提高（見圖8）。

圖8 新舊工藝加工實物對照

[1] 李碩本.沖壓工藝學[M]. 北京：機械工業出版社，1982.

[2] 虞傳寶.冷沖壓模具設計[M]. 湖南：機械工業出版社，1985.

[3] 航空材料手冊編寫組.航空材料手冊[M]. 北京：國防工業出版社，1987.