雙V形槽楔成形工藝及模具改進(jìn)

■ 陜西航空電氣有限責(zé)任公司 （興平 713107）

王攀利

1. 傳統(tǒng)加工存在的問題

槽楔類零件（見圖1）在發(fā)電機(jī)中，其作用為固定轉(zhuǎn)子組件的繞組嵌線。

槽楔類零件的傳統(tǒng)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(kuò)部位）→檢驗(yàn)。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(kuò)現(xiàn)象嚴(yán)重（見圖2），尺寸難以控制，所使用的成形模具結(jié)構(gòu)如圖3所示；二是彈性變形引起回彈，導(dǎo)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(yōu)點(diǎn)是所需工裝少，缺點(diǎn)是零件一次成形不合格。雖然模具結(jié)構(gòu)經(jīng)過了多次改進(jìn)摸索，但始終對零件的外擴(kuò)、回彈問題沒有很好地解決。實(shí)際生產(chǎn)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(qū)域首先接觸零件表面形成折彎點(diǎn)，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(nèi)斜面。由于α角斜面彎形與內(nèi)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(qū)域受到凸模β角斜面的抗力影響，使折彎點(diǎn)外移；而零件兩端區(qū)域沒有接觸凸模斜面，折彎點(diǎn)不動，因此在零件長度方向上折彎點(diǎn)不在一條直線上，彎形終了時模具強(qiáng)行把折彎點(diǎn)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(qū)域產(chǎn)生外凸現(xiàn)象（見圖2）。這是2個彎形區(qū)域互相影響的必然結(jié)果。所以解決槽楔成形最關(guān)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(jìn)

圖1 槽楔類零件示意圖

圖2 零件成形后形狀外擴(kuò)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(guī)則滑移，避免2個彎形區(qū)域的干涉問題，使工件尺寸穩(wěn)定，我們從工藝、模具結(jié)構(gòu)和加工質(zhì)量等方面采取措施。工藝方面盡可能采用對稱結(jié)構(gòu)加工，可避免因不對稱而造成的材料滑移現(xiàn)象。彎形模具也相對應(yīng)為對稱結(jié)構(gòu)，這樣成形過程凹模兩側(cè)的圓角半徑相等，不存在材料滑移的因素。同時需加強(qiáng)對模具制造質(zhì)量的檢查，使模具制造達(dá)到設(shè)計要求，保證間隙均勻，表面質(zhì)量均勻一致。

改進(jìn)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(qū)域相互干涉的問題。彎形1將零件由雙V形轉(zhuǎn)換為L形對稱工件，以消除零件的外擴(kuò)現(xiàn)象；彎形2采用對稱結(jié)構(gòu)加工零件圓弧面。通過理論計算和經(jīng)驗(yàn)數(shù)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(kuò)問題的關(guān)鍵工序。為避免2個彎形區(qū)域的干涉問題，經(jīng)分析將零件由雙V形轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(jù)理論分析計算和經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，模具設(shè)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(wěn)定零件尺寸。

圖6 彎形2工序圖

圖7 彎形2模具圖

4. 結(jié)語

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

圖8 新舊工藝加工實(shí)物對照

[1] 李碩本.沖壓工藝學(xué)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982.

[2] 虞傳寶.冷沖壓模具設(shè)計[M]. 湖南：機(jī)械工業(yè)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(yè)出版社，1987.