鐵芯片成形工藝與模具設(shè)計

熊保玉

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鐵芯片成形工藝與模具設(shè)計

熊保玉

鐵芯片是電機中重要的組成部分，其主要特點是尺寸小、形狀復(fù)雜、厚度薄、精度高等。本文通過對鐵芯片片沖壓成形工藝進行過程及成形的難點的分析；確定了其成形工藝方案和優(yōu)化了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)果表明該模具結(jié)構(gòu)合理，提高了產(chǎn)品精度和保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

零件的工藝分析

圖1所示為鐵芯片，該沖裁件屬結(jié)構(gòu)簡單的板狀制品，沖裁件在形狀上為左右對稱結(jié)構(gòu)，材料為：D21硅鋼，屬于電工硅鋼，具有良好的沖壓性能。材料厚度為0.35mm，制件精度為IT8 級，零件無尖角，對沖裁加工較為有利。零件中部最小圓形孔尺寸為?5mm，滿足沖裁最小孔徑dmin≥1.0t=0.6mm的要求。所以該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁的要求。焊片產(chǎn)品要求表面光滑，毛刺高度≤0.1mm，產(chǎn)品要大批量生產(chǎn)。該材料抗拉強度≥320MPa，延伸率≥28%，有相當(dāng)高的強度，又具有一定的冷成形性能。從圖1所示可以看出，鐵芯片包含有落料和沖孔兩個工序，精度要求較高。

工藝方案制定

從產(chǎn)品尺寸中可以看出，厚度適中，屬于普通沖壓件。該產(chǎn)品整體形狀尺寸和表面精度要求高。沖壓過程中要注意以下幾點：

1）有制件有2個?5和一個?6的小孔設(shè)計凸模應(yīng)注意；

2）制件的外形較復(fù)雜加工時應(yīng)注意位置精度；

3）有一定的批量，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證一定的模具壽命。

根據(jù)零件生產(chǎn)批量，尺寸精度、材料種類與厚度、選擇模具導(dǎo)向方式、定距方式及卸料方式等、通過上述分析可以有兩種工藝方案。

方案一：落料-沖孔級進沖壓。采用級進模生產(chǎn)，材料利用率高模具壽命高，工作效率較高。

方案二：沖孔-落料復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)，沖裁出的產(chǎn)品精度高，不受送料誤差的影響，內(nèi)外形狀相對位置一致性好，沖件表面較為平整，適合沖薄料。

方案一需要一副模具，生產(chǎn)效率高，模具尺寸較大，成本高，工件精度難以達到要求。

方案二也需要一副模具，成本低，生產(chǎn)效率高也可滿足尺寸產(chǎn)品的尺寸要求。符合鐵芯片尺寸和形狀要求，故選用方案二。

排樣設(shè)計

合理的排樣和選擇適當(dāng)?shù)拇钸呏担翘岣卟牧侠寐省⒔档统杀竞捅ＷC工件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。其中，排樣的設(shè)計則包括排樣圖的設(shè)計、搭邊值和條料寬度的確定、側(cè)刃的選擇都于排樣有關(guān)，并且排樣設(shè)計還直接決定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計。

通過分析產(chǎn)品工藝方案的分析，綜合模具壽命和產(chǎn)品質(zhì)量，該沖件產(chǎn)品排樣方式如圖2所示較合理。

模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

鐵芯片的模具結(jié)構(gòu)如圖3所示，設(shè)計特點如下：

圖1　鐵芯片零件尺寸

圖2　鐵芯片排樣圖

（1）該模具結(jié)構(gòu)我們采用中間導(dǎo)柱模架，不但保證模具的導(dǎo)向精度和穩(wěn)定性，而且還保證了模具沖裁間隙的均勻性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

（2）由于該鐵芯片采用復(fù)合模，條料的步距依靠擋料銷保證，條料的導(dǎo)向靠導(dǎo)料銷來保證，這樣的定距和導(dǎo)向裝置條料可實現(xiàn)自動送料機構(gòu)進行送料，降低了條料送料誤差，大大提高沖壓生產(chǎn)效率。

（3）模具結(jié)構(gòu)中卸料裝置采用彈壓卸料和上出件，卸料力的大小可以通過下模卸料螺釘和橡膠（彈簧）來調(diào)整，這樣就有力保證板料在沖壓過程的平面度，防止板料變形。沖壓產(chǎn)品通過上模的打桿、打板和推件塊來卸制件。

（4）整副模具的設(shè)計過程中遵循便于制造、維修、降低成本和易于實現(xiàn)自動化操作等原則。通過該產(chǎn)品的模具結(jié)構(gòu)分析，該結(jié)構(gòu)滿足上面的設(shè)計原則。

結(jié)束語

鐵芯片模具結(jié)構(gòu)，經(jīng)過實際的應(yīng)用，該模具結(jié)構(gòu)合理、加工簡單、操作方便、工作效率高、零件成形質(zhì)量好、模具成本低、制造和維修方便。保證了產(chǎn)品的精度要求。該模具結(jié)構(gòu)是一副高效率、高質(zhì)量的模具，對其他類式產(chǎn)品的模具設(shè)計有很大的參考價值。

圖3　模具結(jié)構(gòu)

熊保玉

四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院機電工程系

熊保玉 （1980-）男，漢族，碩士，講師，研究方向為模具設(shè)計與制造、模具CAD/CAM、數(shù)控加工。

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.11.039