電機(jī)通風(fēng)板沖槽模結(jié)構(gòu)與優(yōu)化設(shè)計(jì)

曾薇子

（廣東省技師學(xué)院，廣州 510800）

本文對(duì)電機(jī)通風(fēng)板沖槽模的工藝和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，主要包括成型、劃線、鉆孔等。沖通風(fēng)槽在小批量生產(chǎn)中對(duì)精度有著嚴(yán)格的要求，包括規(guī)定面積內(nèi)的通風(fēng)槽數(shù)、電機(jī)的通風(fēng)量等。在進(jìn)行沖通風(fēng)槽的試模過(guò)程中，一旦出現(xiàn)槽開口開裂以及規(guī)定尺寸內(nèi)的槽數(shù)不夠的現(xiàn)象，就可能導(dǎo)致廢品率增加。避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象，需要采用優(yōu)化零件的沖模接口和沖裁工藝的方式[1]。期望通過(guò)本文對(duì)電機(jī)通風(fēng)板沖槽模結(jié)構(gòu)與優(yōu)化設(shè)計(jì)的論述，能夠?yàn)椴僮魅藛T提供一定的參考。

1 電機(jī)通風(fēng)板沖槽模工藝設(shè)計(jì)

（1）采用零件的成型工藝和沖裁設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要對(duì)模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，確保沖裁的精度、成形的精度，確定工件的剛度。采用工序包括兩步，首先進(jìn)行初始定位，以側(cè)板導(dǎo)向?yàn)槎ㄎ坏膬?nèi)容，對(duì)凹模的斜面加以定位，然后對(duì)余槽加以沖擊。

（2）如果在試模過(guò)程中出現(xiàn)了廢品，應(yīng)該對(duì)產(chǎn)生廢品的成因加以分析。首先測(cè)量槽間的距離，槽間的距離如果過(guò)大，則槽數(shù)可能不足，或者起到定位作用的凹槽的斜面尺寸有問(wèn)題[1]。進(jìn)行沖槽的時(shí)候通風(fēng)槽如果發(fā)生彎曲變形，則過(guò)渡部分可能存在設(shè)計(jì)的問(wèn)題，例如過(guò)渡R可能不合理。

出現(xiàn)槽口開裂、不平，是由于開口部分放大，表現(xiàn)為放射狀的裂紋出現(xiàn)，導(dǎo)致中心發(fā)生撕裂，使得上直線以及突起槽的上部曲線發(fā)生扭曲和變形。凹凸模經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)之后，過(guò)渡部分的光潔度就會(huì)提高，處理起來(lái)更加方便，問(wèn)題就自然得到解決[2]。

在測(cè)量槽的時(shí)候，如果槽數(shù)不夠，每個(gè)槽間的間距較大，就要考慮凹模斜面的尺寸以及定位作用，進(jìn)行沖槽的時(shí)候通風(fēng)槽彎曲變形，尤其是過(guò)渡部分可能會(huì)留下痕跡，必須合理設(shè)計(jì)凹模定位，形成過(guò)渡R。

2 模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

優(yōu)化設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)，既要保證零件在沖裁加工的情況下能夠按照精度要求完成，又要確保零件的沖壓工序能夠得以完整執(zhí)行。通過(guò)模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以降低模具加工的難度，節(jié)約模具的鋼用量，見圖1。

圖1 沖片上有均勻分布的嵌放電樞繞組的槽和軸向通風(fēng)孔

在電機(jī)通風(fēng)板沖槽模的結(jié)構(gòu)優(yōu)化中分別進(jìn)行了上模座、上墊板、螺釘、凸模、壓料板、側(cè)定位板、初始定位板、導(dǎo)柱II、下模座、螺釘、擋板與凹模等設(shè)計(jì)優(yōu)化[3]。

在該模具結(jié)構(gòu)中，采用對(duì)焦導(dǎo)柱模架，這樣能夠保證模具的精度，另外，沖模的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)易，凸模采用沖孔件的制作形式設(shè)計(jì)，凹模按照最小的合理間隙加以設(shè)計(jì)[4]。

進(jìn)行沖裁的過(guò)程中，分為兩個(gè)步驟，首先采用初始定位板的方法進(jìn)行零件的沖裁，定位板18和零件緊貼，側(cè)定位板17和初始定位板18在第一槽中沖出。其次，將初始定位板18推出，定位好第一槽，采用60°斜面定位的方式緊貼凹槽。側(cè)定位板17導(dǎo)向零件運(yùn)動(dòng)精度，保證第二槽的沖擊，然后沖出其余的槽。

為了保證通風(fēng)槽的槽開口不開裂，同時(shí)防止出現(xiàn)槽數(shù)不夠的問(wèn)題，應(yīng)該優(yōu)化設(shè)計(jì)凹凸槽[5]，見圖2。

圖2 零件草圖

3 零件設(shè)計(jì)分析

（1）設(shè)計(jì)凸模的過(guò)程中，進(jìn)行零件沖裁時(shí)，首先要考慮的是設(shè)計(jì)材料，如果進(jìn)行沖裁的過(guò)程中發(fā)生的摩擦力和沖擊力較大，則可以考慮改選更適合的材料作為凸模材料，這種材料的優(yōu)勢(shì)在于具有良好的耐熱性和較高的淬透性，熱處理后變形很小。外形尺寸對(duì)于槽口開裂、不平、槽形尺寸起著決定性的作用，如果凸模想擁有足夠的強(qiáng)度，則設(shè)計(jì)的外形尺寸不能過(guò)大?？梢栽诟鱾€(gè)R過(guò)渡的地方，進(jìn)行圓滑的工藝處理，防止出現(xiàn)集中開裂、擠壓變形的情況，見圖3。

圖3 沖頭圖

（2）設(shè)計(jì)凹模的過(guò)程中，考慮到前一槽沖出的變形程度，增加斜面間R0.5與尺寸1.5進(jìn)行圓滑過(guò)渡，增加公差約束，以滿足前一槽變形后的定位需求。

4 案例分析

（1）以某公司制作的硅鋼片沖槽模為例，沖槽模采用Cr12MoV鋼作為制造材料，制造的工藝流程為，先下料，鍛造之后，退火，進(jìn)行粗加工，然后再淬火和回火，對(duì)線進(jìn)行切割和加工，然后研磨和裝配，最后使用。沖槽模要求有耐磨性和足夠的強(qiáng)度和韌性，并且具有一定的硬度，尺寸要穩(wěn)定，沒有裂紋和脫碳出現(xiàn)。要求該沖槽模的壽命達(dá)到30萬(wàn)次以上，但是實(shí)際的壽命只達(dá)到了10萬(wàn)次，出現(xiàn)失效的原因是凸模發(fā)生了斷裂和松動(dòng)，磨損后的毛刺過(guò)大，凹模的堵料發(fā)生了漲裂。必須要改進(jìn)上述缺陷。

（2）采用熱處理工藝進(jìn)行改進(jìn)，要考慮的是改善模具的內(nèi)部組織，提高模具性能。首先采用預(yù)備熱處理的方法，改進(jìn)碳化物的形狀和大小以及分布，提高了淬火的溫度，達(dá)到了上限1050℃。然后采用冷處理的方法，減少殘留奧氏體量。經(jīng)過(guò)模具改進(jìn)工藝處理之后，顯微鏡下的組織碳化顆粒細(xì)小，研磨拋光工藝使得順紋的模具摩擦系數(shù)減小，橫紋滑動(dòng)拋光，模具的粗糙度得到了改善。

同時(shí)凸模又增加了鍍銅工序，該工藝的實(shí)施增加了松緊度，鍍銅層的厚度由間隙的寬度來(lái)決定，厚度控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，沖裁性能得到了保證。

（3）對(duì)模具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)之后，還要正確使用和加強(qiáng)管理，這樣才能充分發(fā)揮模具的作用，達(dá)到預(yù)期的使用壽命。例如在進(jìn)行沖床的零件的沖裁時(shí)，保證沖裁力在25%以上，提高沖床的垂直度和離合器、接料手的靈敏度，防止模具發(fā)生啃口[6]。高質(zhì)量的模具，要注意維護(hù)保養(yǎng)沖床和合理選擇沖床噸位。只有在合理的使用條件和正確的使用方法下，才能達(dá)到預(yù)期的使用壽命，充分發(fā)揮作用。

5 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了試模過(guò)程中出現(xiàn)的難題，描述了在沖裁工藝及關(guān)鍵零件的優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些特點(diǎn)，并對(duì)該模具特點(diǎn)進(jìn)行了深入分析，可供類似零件的模具設(shè)計(jì)參考。對(duì)于消除槽口開裂、槽數(shù)不夠、槽上部不平的問(wèn)題也具有很好的參考作用，達(dá)到滿足生產(chǎn)的需要、提高經(jīng)濟(jì)效益、降低廢品率的目標(biāo)。

[1]張宏飛.電機(jī)通風(fēng)板沖槽模結(jié)構(gòu)與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].微電機(jī)，2016，49（5）：93-94，97.

[2]文根保，丁杰文.插口座沖槽模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].模具制造，2014，14（10）：7-9.

[3]檀芳，江開中，陳勇，等.浮動(dòng)式?jīng)_槽模的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].大科技，2014，（6）：319-320.

[4]張?jiān)莆?，王?定子扇形片復(fù)式?jīng)_槽模改進(jìn)及工藝探討[A]//2015年第五屆全國(guó)地方機(jī)械工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)暨中國(guó)制造2025發(fā)展論壇論文集[C].2015：1-6.

[5]賈苗苗.倒裝式切邊擴(kuò)槽模設(shè)計(jì)[J].模具工業(yè)，2017，43（6）：20-22.

[6]鄧智勇，阮云國(guó)，李勇，等.具有L波段單脈沖跟蹤能力的L/S雙波段共用波紋喇叭天線[J].電波科學(xué)學(xué)報(bào)，2017，32（1）：44-49.