不銹鋼進(jìn)氣管異形槽沖裁加工工藝

■浙江錢江摩托股份有限公司（溫嶺 317500）葉 鑫

1.零件結(jié)構(gòu)

在摩托車制造領(lǐng)域的零件加工中，特別是對(duì)于大排量和越野型賽車消聲器，因此類摩托車整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原因，考慮到裝配方便，往往將筒體組件及排氣管組件等采用分段式聯(lián)接，其聯(lián)接配合處的主要零件有排氣管、進(jìn)氣管和接管等，這些零件結(jié)構(gòu)中均存在3～4條均布的異形槽?，F(xiàn)以其中一款典型的進(jìn)氣管為例（見圖1），來分析此類零件的加工工藝。

2.結(jié)構(gòu)分析

圖1 零件結(jié)構(gòu)

3.工藝分析及工藝流程

該零件的加工重點(diǎn)在于異形槽的加工。此時(shí)有兩種工藝方案，可采用銑床加工，也可采用沖裁加工完成?？紤]到以下幾點(diǎn)，排除銑削加工而選擇沖裁模進(jìn)行沖槽加工。①該零件有4條均布槽，銑削加工需采用分度頭夾具，裝夾分度費(fèi)時(shí)，且切削過程耗時(shí)長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低。②由于該零件的材質(zhì)為不銹鋼且壁薄，切削過程中產(chǎn)生的毛刺會(huì)很多且牢固，難以去除，造成零件表面不平整。③不銹鋼粘附性強(qiáng)，切屑易附在刃口上。而不銹鋼導(dǎo)熱性差，但切削力大，造成切削溫度高，刀具使用壽命短。故此零件批量生產(chǎn)采用銑削加工費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成本偏高。

同時(shí)考慮到薄壁不銹鋼管沖壓過程中易變形，經(jīng)過沖槽工序后，零件擴(kuò)口端口面會(huì)略往內(nèi)縮進(jìn)。這樣就造成石墨襯圈無法裝入，而零件內(nèi)徑必須保證與石墨圈緊密配合，所以零件有擴(kuò)喇叭口的結(jié)構(gòu)要求，需要在沖壓后增加一道整形擴(kuò)口工序，達(dá)到零件內(nèi)徑加工精度要求。

具體工藝流程為：選用φ45mm×1.5mm的304不銹鋼管材→切割下料→兩端倒角→一端管端成型機(jī)擴(kuò)口→擴(kuò)口端使用懸臂式?jīng)_槽模沖第一個(gè)槽→旋轉(zhuǎn)90°定位沖第二、三、四個(gè)槽（重復(fù)操作）→擴(kuò)口端整形擴(kuò)喇叭口→拋光。

4.模具設(shè)計(jì)

（1）管端成型機(jī)擴(kuò)口模：擴(kuò)口模采用Cr12MoV，熱處理至58～60HRC?？紤]不銹鋼零件回彈，擴(kuò)口模按零件內(nèi)徑尺寸要求放大0.1mm進(jìn)行加工，尾端螺紋按管端成型機(jī)配作。將擴(kuò)口模安裝在管端成型機(jī)上，夾具采用φ45mm通用夾具。

（2）異形槽沖槽模的設(shè)計(jì)：考慮零件材料特性外形及尺寸要求，沖槽模采用懸臂式設(shè)計(jì)，模具裝配結(jié)構(gòu)如圖2所示。

模具凹模、凸模材料采用Cr12MoV，刃口熱處理至58～60HRC。其余材料可選用45鋼。凸模刃口尺寸根據(jù)異形槽尺寸確定。凹模尺寸以凸模尺寸為基準(zhǔn)配作，雙邊間隙取0.11mm。因?yàn)橥鼓Ｈ锌谠O(shè)計(jì)為斜刃，刃口尖角以R1.5mm代替。凹模下部加工異形卸料孔，卸料孔尺寸距刃口單邊3mm即可。凹模尾部圓周方向割掉一部分，與凹模支座配作，防止凹模轉(zhuǎn)動(dòng)。此模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于批量異形孔槽沖裁。

圖2 懸臂式?jīng)_模結(jié)構(gòu)

沖槽操作過程：拉開定位銷，將擴(kuò)口后管料套在凹模上，前端放置到位。凸模下行接觸管料，沖出異形槽，繼續(xù)下行超出卸料孔，廢料落入管料內(nèi)。將管料逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，松開定位銷，定位銷插入異形槽內(nèi)φ5mm圓孔處定位。凸模下行，重復(fù)以上步驟，沖出4個(gè)異形槽。取出制件，倒出廢料，沖槽過程完畢，待制下一道工序。

（3）整形擴(kuò)口模設(shè)計(jì)：整形擴(kuò)口設(shè)備選用帶下頂缸的油壓機(jī)。模具分上、下模兩部分。上模固定凸模，下模固定凹模，并配有頂料桿用以退料。

5.結(jié)語

實(shí)踐表明，該進(jìn)氣管制造工藝流程簡(jiǎn)便、工作效率高，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝維護(hù)方便，制造成本低廉，而且成品制件在外觀及精度上均滿足使用要求，目前已應(yīng)用于大批量生產(chǎn)。

專家點(diǎn)評(píng)

該文所述進(jìn)氣管制造工藝適用于摩托車零件的大批量生產(chǎn)。異形槽沖裁模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)方便，相對(duì)于銑削加工具有明顯的優(yōu)勢(shì)。作者抓住了不銹鋼薄壁零件的加工特點(diǎn)，在工藝流程和模具設(shè)計(jì)中大膽創(chuàng)新，以沖壓和整形工序代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工，既降低了制造成本，又滿足了使用要求。