電機通風板沖槽模結構與優化設計

曾薇子

（廣東省技師學院，廣州 510800）

本文對電機通風板沖槽模的工藝和結構進行分析，主要包括成型、劃線、鉆孔等。沖通風槽在小批量生產中對精度有著嚴格的要求，包括規定面積內的通風槽數、電機的通風量等。在進行沖通風槽的試模過程中，一旦出現槽開口開裂以及規定尺寸內的槽數不夠的現象，就可能導致廢品率增加。避免出現上述現象，需要采用優化零件的沖模接口和沖裁工藝的方式[1]。期望通過本文對電機通風板沖槽模結構與優化設計的論述，能夠為操作人員提供一定的參考。

1 電機通風板沖槽模工藝設計

（1）采用零件的成型工藝和沖裁設計的時候，必須要對模具的結構進行分析，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，首先進行初始定位，以側板導向為定位的內容，對凹模的斜面加以定位，然后對余槽加以沖擊。

（2）如果在試模過程中出現了廢品，應該對產生廢品的成因加以分析。首先測量槽間的距離，槽間的距離如果過大，則槽數可能不足，或者起到定位作用的凹槽的斜面尺寸有問題[1]。進行沖槽的時候通風槽如果發生彎曲變形，則過渡部分可能存在設計的問題，例如過渡R可能不合理。

出現槽口開裂、不平，是由于開口部分放大，表現為放射狀的裂紋出現，導致中心發生撕裂，使得上直線以及突起槽的上部曲線發生扭曲和變形。凹凸模經過設計之后，過渡部分的光潔度就會提高，處理起來更加方便，問題就自然得到解決[2]。

在測量槽的時候，如果槽數不夠，每個槽間的間距較大，就要考慮凹模斜面的尺寸以及定位作用，進行沖槽的時候通風槽彎曲變形，尤其是過渡部分可能會留下痕跡，必須合理設計凹模定位，形成過渡R。

2 模具的總體結構設計

優化設計模具結構，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行。通過模具的總體結構設計，可以降低模具加工的難度，節約模具的鋼用量，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孔

在電機通風板沖槽模的結構優化中分別進行了上模座、上墊板、螺釘、凸模、壓料板、側定位板、初始定位板、導柱II、下模座、螺釘、擋板與凹模等設計優化[3]。

在該模具結構中，采用對焦導柱模架，這樣能夠保證模具的精度，另外，沖模的結構較為簡易，凸模采用沖孔件的制作形式設計，凹模按照最小的合理間隙加以設計[4]。

進行沖裁的過程中，分為兩個步驟，首先采用初始定位板的方法進行零件的沖裁，定位板18和零件緊貼，側定位板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。側定位板17導向零件運動精度，保證第二槽的沖擊，然后沖出其余的槽。

為了保證通風槽的槽開口不開裂，同時防止出現槽數不夠的問題，應該優化設計凹凸槽[5]，見圖2。

圖2 零件草圖

3 零件設計分析

（1）設計凸模的過程中，進行零件沖裁時，首先要考慮的是設計材料，如果進行沖裁的過程中發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，這種材料的優勢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度，則設計的外形尺寸不能過大。可以在各個R過渡的地方，進行圓滑的工藝處理，防止出現集中開裂、擠壓變形的情況，見圖3。

圖3 沖頭圖

（2）設計凹模的過程中，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進行圓滑過渡，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，進行粗加工，然后再淬火和回火，對線進行切割和加工，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度和韌性，并且具有一定的硬度，尺寸要穩定，沒有裂紋和脫碳出現。要求該沖槽模的壽命達到30萬次以上，但是實際的壽命只達到了10萬次，出現失效的原因是凸模發生了斷裂和松動，磨損后的毛刺過大，凹模的堵料發生了漲裂。必須要改進上述缺陷。

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

同時凸模又增加了鍍銅工序，該工藝的實施增加了松緊度，鍍銅層的厚度由間隙的寬度來決定，厚度控制在標準范圍內，沖裁性能得到了保證。

（3）對模具進行優化設計之后，還要正確使用和加強管理，這樣才能充分發揮模具的作用，達到預期的使用壽命。例如在進行沖床的零件的沖裁時，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，防止模具發生啃口[6]。高質量的模具，要注意維護保養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，才能達到預期的使用壽命，充分發揮作用。

5 結語

本文介紹了試模過程中出現的難題，描述了在沖裁工藝及關鍵零件的優化設計方面，模具結構設計中的一些特點，并對該模具特點進行了深入分析，可供類似零件的模具設計參考。對于消除槽口開裂、槽數不夠、槽上部不平的問題也具有很好的參考作用，達到滿足生產的需要、提高經濟效益、降低廢品率的目標。

[1]張宏飛.電機通風板沖槽模結構與優化設計[J].微電機，2016，49（5）：93-94，97.

[2]文根保，丁杰文.插口座沖槽模結構設計[J].模具制造，2014，14（10）：7-9.

[3]檀芳，江開中，陳勇，等.浮動式沖槽模的設計與應用[J].大科技，2014，（6）：319-320.

[4]張云武，王文.定子扇形片復式沖槽模改進及工藝探討[A]//2015年第五屆全國地方機械工程學會學術年會暨中國制造2025發展論壇論文集[C].2015：1-6.

[5]賈苗苗.倒裝式切邊擴槽模設計[J].模具工業，2017，43（6）：20-22.

[6]鄧智勇，阮云國，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].電波科學學報，2017，32（1）：44-49.