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、外脹塊導滑用的導滑板，此類零件一般較大，外廓直徑在500-1000mm左右，厚度在50-70mm左右，由于墊板上開有導滑槽，所以此類墊板在淬火時存在很大的內應力，不但淬火時變形大，而且在加工過程中也極易產生較大的變形，文章通過對此類零件進行結構分析，然后進行結構優化、工藝、優化。達到了減少加工變形量和提高加工效率的有益效果。

關鍵詞：分瓣脹型模具；開槽墊板；加工變形控制；數控銑

目前，導滑墊板的加工手段只能是數控銑和立車，加工中大多是通過控制加工參數來控制加工變形，對于更改零件結構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構和加工工藝來達到減少工件變形的目的。

1 現狀分析

此類零件一般為圓環件，厚度在60-70mm左右，外圓直徑在700-1200mm左右，內孔在300-600左右，沿周分布著內、外脹塊的導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，零件內應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）選擇優質鋼材，如采購預硬鋼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熱處理內應力小，在加工過程中變形就小，有利于減少加工次數和加工時間，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，但是鑄件毛料準備周期長，成本高。（3）改進零件結構，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，下面試驗從零件結構和加工工藝上想辦法。

2.2 現場試驗

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

其次對零件的設計做了調整，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。現在將零件的厚度減薄，將下模板相應加厚，使下模板比導滑墊板厚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。

經過現場驗證，淬火前荒銑各槽內外周邊不通開的結構在熱處理后變形量有所減小，但變形量仍有5-6mm，分析其原因應該是在熱處理過程中，內部組織轉化造成內外圈收縮不一致，內圈收縮小，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生開裂，分析其原因應該是槽子的根部是尖角，應力集中大造成的。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，使原來需要三遍數控銑加工減少到了兩遍數控銑加工，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

[1]模具技術編輯部.模具技術[Z].2014.

[2]模具制造編輯部.模具制造[Z].2015.

[3]沖壓工藝與沖模設計手冊[M].化學工業出版社，2013.

[4]模具制造技術[M].北京理工大學出版社，2009.

[5]模具制造工藝[M].電子工業出版社，2011.