梯形銅排復合模結構設計與制造

張 莉，李賓飛

（中車永濟電機有限公司特種產品開發部，山西永濟 044502）

1 引言

梯形銅排是制造直流電機、勵磁電機、電機放大機的換向器以及特殊的電觸頭和線圈環等產品不可缺少的材料，其原材料的截面形狀為梯形，因此，其沖裁模結構較復雜。

2 制件結構分析

圖1所示為某種直流電機的梯形銅排結構圖，銅排截面形狀為梯形，最小厚度為3.17mm，斜度為1°40'，由于厚度的不均勻性，所以凸、凹模配合間隙根據銅排的厚度變化而變化。

圖1 梯形銅排結構

3 模具結構

圖2所示為梯形銅排復合模結構圖。通過計算可知其沖裁力為100t，選用160t沖床。模具結構采用下漏料的形式，此種模具結構操作簡單方便。

圖2 模具結構圖

模具若采用圖3的結構形式，下模座增加彈頂器，沖裁后，彈頂器通過頂桿由推板把銅排推出凹模型腔，制件的平整度相對較好，但是生產效率較低，操作工需要每次取出制件后，再進行后續的沖裁，生產效率較低，而且存在著安全隱患。批量化生產時，嚴重制約整機的交付周期。

圖3 模具結構圖

梯形銅排一般采用成形條料沖裁，為了節省原材料，排樣如圖4所示，模具采用跳步模，第一步先沖孔，再落外形。梯形銅排的寬度尺寸屬于定置尺寸，不參與沖裁，圖4中陰影部分為廢料。在沖裁時，通常由電磁閥根據沖床滑塊的運動控制氣缸的伸縮來實現兩側面定位夾緊。前定位通過定位塊實現定位，通常與凹模型腔配，凸出凹模型腔0.03mm，以免第二次沖裁而形成擠壓毛刺，影響制件質量。

圖4 排樣圖

4 凸、凹模設計與制造

該模具屬于沖孔落料模，落外形時尺寸取決于凹模，以凹模為基準，凸模根據料厚放間隙配合，沖孔時尺寸取決于凸模，以凸模為基準，凹模放間隙配合。為保證沖裁時沖件不發生滑移，除側面的夾緊外，凹模斜度應與制件斜度保持一致。斜面的起點由側定位板配加工。凸、凹模材料選用Cr12Mo1V1，粗加工排料后，熱處理58～62HRC，深冷處理，回火去應力，平磨兩面，凹模斜面光出，慢絲精加工孔及型腔。由于梯形銅排制件比較厚，沖制后容易在凹模型腔積料，影響制件尺寸及模具的使用壽命，因此凹模型腔留10mm刃口，余厚度方向增加單邊0.5mm的擴大腔，使得漏料順暢，如圖5所示。凸模根據制件料厚及材料選擇合適的間隙值，如圖6所示，慢絲精加工后，工藝臺量留上端直面，平磨接平工藝臺，鉗工油光線切面。圖5所示為凹模尺寸結構圖。

圖5 凹模

圖6 凸模

5 模具組裝

該模具結構相對簡單。模具精度要求高，模具組裝時，先調試上、下模座與導向系統，再組裝下模，根據凸、凹模間隙配合值墊相應的間隙紙，清洗凸模、凸模后，涂厭氧膠，放置24h后，平磨固定板一面，再組裝上墊板、上模座，分模后，根據側定位板與凸模的配合間隙0.02mm，配磨側定位板；同樣前定位塊根據要求，鉗工進行修油配合。側壓板與氣缸調試到合適位置后，螺釘固定。最后，鉗工根據卸料板凸出凸模1～2mm，測量相關尺寸，加工卸料螺釘的長度。合模，完成組裝。

6 結束語

該模具滿足截面為梯形材料的沖裁，模具簡單，操作方便，再者，節省了原材料，降低了生產成本。該模具經試模一次成功，沖出的制件滿足質量要求，表面平整，達到了公司的技術和批量生產的要求。