排气扇叶片成型模的特殊加工方法

赖远雄

（佛山市三水区工业中等专业学校，广东佛山 528100）

1 叶片成型工艺分析

16英寸工业排气扇叶片零件如图1所示。

图1 叶片零件示意图

该叶片采用0.8 mm厚的板材，在成型前，叶片的外形和三个安装孔已经加工好，而成型工序需要对叶片进行弯形和环形加强筋冲制，要求一次完成。叶片加强筋尺寸5 mm×3 mm，叶片弯曲半径250 mm。

2 成型模具的加工

为了加工此叶片，设计了一套模具，如图2所示。

图2 成型模具示意图

这套成型模具结构较简单，能基本满足叶片的成型加工工艺要求。在加工和使用过程中，有以下几个特点。

（1）由于凹模和凸模包含了曲面和加强筋，虽然精度要求不高，但为了加工方便，在加工过程中，使用数控铣床对凹模和凸模分别进行形面加工。

（2）由于用到数控铣床，编程较复杂，因此整个模具的加工成本较高[1]。

（3）在使用过程中，模具的加强筋部位是易磨损部位，磨损时，需要对凹模和凸模重新进行数铣加工，修模时间长，影响了正常的生产，增加了生产成本[2]。

针对这些情况，对该成型模具进行了分析，充分运用现有的设备对模具进行加工，采用一种特殊加工方法。

3 特殊加工方法

该模具的重点是加强筋部位，而其加工精度要求又不高，因此可以考虑用数控铣床以外的设备来加工，要求加工和维修方便、简单，成本低廉。

经过分析研究，采用了现有的设备——数控线切割机对模具的凹凸模进行加工。采用的线切割机是DK7725，最大切割厚度是250 mm，加工表面粗糙度Ra ≤2.5，完全能满足加工要求。

3.1 凹凸模下料

模具采用尺寸为265 mm×210 mm×81 mm的坯料，材料为Cr12模具钢。需要一次线切割完成凹模和凸模的下料，如图3所示。

图3 凹凸模下料示意图

在线切割完成后要对凹模和凸模分别进行相应的孔加工，之后进行常规的热处理[3]，方法是980 ℃加热油冷淬火，220 ℃恒温回火4 小时以上，最终硬度达到HRC58～60。

3.2 凹凸模线切割加工

如图4、图5 所示为线切割加工时的穿丝孔位置，穿丝孔直径ϕ 3 mm。线切割时采用ϕ 0.12 mm的钼丝，要注意工件的装夹和切割的顺序，尽量减少工件的变形。

图4 凸模线割示意图

图5 凹模线割示意图

经过线切割加工，得到如图6 所示的凸模件1、2、3，如图7所示凹模件1、2。

图6 凸模件1、件2和件3

图7 凹模件1、件2

3.3 凸模和凹模的钳加工

线切割完成以后，需要对凸模和凹模分别进行钳工的手工加工，即对凸模件2 加强筋部位进行手工打磨，按照叶片工件要求打磨出R2.5的圆弧；对凹模件1 和件2 加强筋部位打磨出R0.5的圆弧。

图8 模具装配示意图

3.4 模具装配

模具安装如图8所示，凸模由件1和件2、件3 装配组合而成，其中件2 用环氧树脂粘结和填充，使其突出2 mm，作为加强筋部位。从理论上讲，凸模经过线切割加工后，三件配合存在0.28 mm的间隙，但实际上，件2切割出来后有微量的变形，装配时刚好能够抵消这个间隙，形成较紧密的配合，由于叶片零件加强筋部位的精度要求不高，因此完全符合工艺要求。凹模由件1和件2装配组合而成，要求通过凸模来定位装配。

3.5 修模方法

在生产中，当模具出现磨损后，可进行适当的修整。该模具主要的磨损位置是加强筋部位，可将凸模件2 拆出重新打磨，装配时调整好其伸出距离即可。而当凹凸模曲面出现磨损或变形时，可重新对其进行线切割加工，注意加工量要尽量小。由此可反复用相同的方法进行修模，从而把模具的成本降到最低[4]。

4 结束语

在生产中，通过对该模具加工方法的改进，取得了良好的效果，使得加工和维修变得简单方便，模具加工的成本降低，从而提高了生产效益。而对于类似需要冲制加强筋的零件，也具有很好的借鉴意义，同样可以用这种方法加工模具。

［1］陈万林.实用模具技术［M］.北京：机械工业出版社，2000.

［2］靖颖怡.模具制造工艺装备及应用［M］.北京：机械工业出版社，1999.

［3］单岩，夏天.数控线切割加工［M］.北京：机械工业出版社，2004.

［4］张晓林.模具结构与设计基础［M］.北京：机械工业出版社，2000.