降低分瓣脹型模中開槽墊板的變形量

摘 要：文章中的開槽墊板指的是分瓣脹型沖模中用于內(nèi)、外脹塊導(dǎo)滑用的導(dǎo)滑板，此類零件一般較大，外廓直徑在500-1000mm左右，厚度在50-70mm左右，由于墊板上開有導(dǎo)滑槽，所以此類墊板在淬火時存在很大的內(nèi)應(yīng)力，不但淬火時變形大，而且在加工過程中也極易產(chǎn)生較大的變形，文章通過對此類零件進行結(jié)構(gòu)分析，然后進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工藝、優(yōu)化。達到了減少加工變形量和提高加工效率的有益效果。

關(guān)鍵詞：分瓣脹型模具；開槽墊板；加工變形控制；數(shù)控銑

目前，導(dǎo)滑墊板的加工手段只能是數(shù)控銑和立車，加工中大多是通過控制加工參數(shù)來控制加工變形，對于更改零件結(jié)構(gòu)和加工工藝卻考慮的比較少。因此有必要來探討是否可以通過零件結(jié)構(gòu)和加工工藝來達到減少工件變形的目的。

1 現(xiàn)狀分析

此類零件一般為圓環(huán)件，厚度在60-70mm左右，外圓直徑在700-1200mm左右，內(nèi)孔在300-600左右，沿周分布著內(nèi)、外脹塊的導(dǎo)滑槽和放彈簧的長條槽，零件材料為45#鋼，淬火HRC35-40。如圖1所示。

下面是以前此類零件的加工工藝（如表1所示）

加工中出現(xiàn)的問題主要有以下幾個方面：（1）淬火變形量大，有時變形8-10mm（厚度方向），變形趨勢是成鍋蓋型隆起，由于零件較厚（約60-70mm厚），零件校正困難。（2）加工工藝安排淬火前荒銑各槽，但荒銑各槽會加大淬火時的變形量，如果淬火前不荒銑各槽，則淬火后由于切削加工量大，零件內(nèi)應(yīng)力逐步釋放同樣會造成較大的加工變形，這個矛盾一直沒有解決。

按以前的工藝，進行了三次數(shù)控銑，兩次熱處理，三次立車磨。但這樣做既延長了加工周期，也增加了工裝成本。

2 工藝改進

2.1 改進措施

（1）選擇優(yōu)質(zhì)鋼材，如采購預(yù)硬鋼718HH，這種材料來料就是淬火到HRC35-40的，因此我們自己無需熱處理，而且采購的718HH熱處理內(nèi)應(yīng)力小，在加工過程中變形就小，有利于減少加工次數(shù)和加工時間，但是增加了很大的模具成本。（2）采用鑄鐵HT250材料，耐磨性好，可不用熱處理，加工變形也小，但是鑄件毛料準(zhǔn)備周期長，成本高。（3）改進零件結(jié)構(gòu)，提高其加工工藝性并減少熱處理變形。（4）改進加工工藝，減小加工變形。

對于以上四方面的措施，由于材料成本高和周期長的問題，第一、二種方案暫不考慮，下面試驗從零件結(jié)構(gòu)和加工工藝上想辦法。

2.2 現(xiàn)場試驗

首先從工藝上進行了調(diào)整，以前的工藝在淬火前荒銑各槽時是銑成通常的長槽，現(xiàn)在淬火前荒銑各槽時內(nèi)外圓部分不通開。如圖2所示，希望通過內(nèi)外圈的加強部分來減小一部分變形量。

其次對零件的設(shè)計做了調(diào)整，由于以前零件的厚度較厚，所以熱處理變形后很難進行校正。現(xiàn)在將零件的厚度減薄，將下模板相應(yīng)加厚，使下模板比導(dǎo)滑墊板厚20-30mm。這樣做的目的有兩個：一是有利于淬火變形后對變形的零件進行校正，二是我們計劃淬火后車磨零件內(nèi)外圓及上下兩端面，然后裝配到模板上加工零件上的各槽。由于導(dǎo)滑墊板較薄，下模板較厚，所以即使墊板在加工中存在變形也能被下模板限制住，以此來減少加工中發(fā)生的變形。

改進后的工藝路線（如表2所示）

改進的工藝在3套模具中進行了加工試，從加工情況來看，將導(dǎo)滑墊板減薄，然后裝配到較厚的下模板加工的工藝方法有效的減少了加工變形，收到了很好的效果。

經(jīng)過現(xiàn)場驗證，淬火前荒銑各槽內(nèi)外周邊不通開的結(jié)構(gòu)在熱處理后變形量有所減小，但變形量仍有5-6mm，分析其原因應(yīng)該是在熱處理過程中，內(nèi)部組織轉(zhuǎn)化造成內(nèi)外圈收縮不一致，內(nèi)圈收縮小，外圈收縮大，這樣中間就會隆起或凹陷，從而形成鍋蓋型的變形。熱處理變形后進行了校正，在校正的過程中零件在槽子的根部發(fā)生開裂，分析其原因應(yīng)該是槽子的根部是尖角，應(yīng)力集中大造成的。在隨后的幾套模具中荒銑各槽時根部帶上R5的圓角，很好地解決了校正開裂的問題。

3 收到的效果

通過設(shè)計上的更改，將工件減薄，降低了熱處理后零件校正的難度。通過工藝上的更改，使原來需要三遍數(shù)控銑加工減少到了兩遍數(shù)控銑加工，并減少了一次回火時效工序，減少了兩次立車磨工序，從而能降低加工時間20%左右，并降低了加工成本。

參考文獻

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