小间隙精冲复合模的结构设计与制造工艺分析

李宾飞，赵国存，赵红卫

（中车永济电机有限公司工模具车间，山西永济 044502）

1 引言

小间隙精冲复合模装配时，要求各冲裁型面之间的间隙均匀，一般情况下，钳工需要根据设计要求均匀垫相应的间隙纸，以保证各型面之间间隙均匀。小间隙精冲复合模关键刃口零件热处理后，采用精度较高的慢丝加工来满足各相关件的间隙要求。

2 冲片结构与冲裁工艺分析

图1 所示为某种电机定子冲片的零件图，冲片材料为硅钢片，料厚0.2mm，冲片有102 个均布槽，冲片毛刺要求小于0.02mm，表面要求平整。

根据定子冲片零件的技术要求，模具结构采用复合冲模，材料厚度仅为0.2mm，因此，凸模、凹模与凸凹模冲裁型面的双边间隙取值在0.015～0.02mm，属于小间隙冲裁，精度要求控制在0.005mm以内。

图1 电机定子零件图

3 模具结构设计分析

该电机定子冲片属于薄壁环型件，精度要求高，模具结构如图2所示，冲床采用JH-100，由于冲床滑块之间存在的间隙不可避免地对模具导向系统的导向精度产生影响，因此，模柄采用浮动模柄的结构型式，这种结构的模柄可以在一定程度上克服冲床精度不足带来的误差，改善模具冲制过程中模具导向系统的导向条件。而且该电机定子冲片材料厚度薄，冲裁间隙较小，模具采用复合模，因此模具导向系统采用滚珠导向系统，以保证高精度的使用寿命。冲制过程中，为避免冲床以及其它因素对模具间隙的影响，导向系统在整个冲制过程中始终保持导柱与导套不脱开。

图2 模具结构示意图

模具若采用正装下漏料的结构，凸凹槽内型腔容易积存废料，废料将使内型腔承受一定的胀力，对于薄壁的凸凹模极易产生变形，从而影响模具间隙的均匀性；当其承受的胀力很大时，凸凹模很有可能出现涨裂现象，模县无法正常使用。因此，模具采用下顶出（废料）上打料的落料模。凸凹模不积存废料，卸料板、推板Ⅱ高出凸凹模1mm，材料冲制过程中始终处于压紧状态，冲制结束后，废料由推板Ⅱ、卸料板弹性卸料，制件由推板Ⅰ从凹模推出，这样冲出的制件表面平整。

4 模具主要零件的工艺制造技术

从图3 和图4 及零件图可以看出，凸凹模的最小壁厚仅为5mm，在冲裁复合模中，凸凹模是影响制件的关键件；冲制过程中，其内外边缘均为刃口。模具材料采用Cr12Mo1V1，加工过程中要充分考虑各种因素引起的变形。其主要制造工艺，热处理前粗加工，内型腔单边留3mm，以减少精加工过和中产生的应力变形，全型慢丝两遍精加工（制件尺寸精度由凸模、凹模决定，凸凹模缩放间隙，保证双边间隙0.015～0.02mm），工艺台留外形15×0.08mm（两处），坐标磨校正接平工艺台。钳工修油线切面，由于凸凹模壁厚的限制，螺纹孔和销孔无法布置，因此采用压板与下固定板固定，考虑到凸凹模薄壁属于易损件，模具凸凹模采用快换结构，下固定板与凸凹模采用过渡配合，更换简单方便，更换后，检查间隙即可；凸模（见图4）的加工工艺同样需要经过粗加工、热处理、线切排料、热处理回火、慢丝精加工、钳工工序；慢丝精加工时，由于压装问题，制件需要两次装夹，因此，加工时需要增加加工基准，二次校正，加工余型。

图3 凸凹模

图4 凸模

模具的上、下模座均采用Q235-A板料，粗加工留量，平磨后精加工导套孔与衬套，保证位置精度±0.03mm以内，下模座导柱孔与衬套采用过渡配合，压板压紧固定，上模座导套孔与导套固定方式采用厌氧胶粘接，其相对配合间隙在单边0.12mm 以内，粘接前，需要清理油污。卸料板、推板Ⅰ与推板Ⅱ的加工制造，分为粗加工、半精加工、精加工，考虑到加工成本与材料成本，三件合一备一件料，线切加工保证各零件的加工技术要求，材料成本可降低30%，加工成本降低20%，模具制造费用减少10%左右。

5 模具的组装

该模具结构适合厚度较薄的中小制件的冲裁。模具精度要求较高，模具组装时，先调试上、下模座与导向系统的间隙，厌氧胶固定；再将下垫板、下固定板与凸凹模组装一体；以凸凹模为基准，调试凹模、凸模与凸凹模之间的间隙，与推板、上固定板、上模座组装一体，分合模，检查并调整间隙的均匀性，平磨上、下模刃口，最后组装各零件。

6 结束语

该模具精度高，模具零件加工难度大，试模一次成功。冲出的制件毛刺小，表面平整，尺寸精度满足要求，此模具结构解决了厚度薄的薄壁环形件的精冲复合模的结构和技术性难题，而且模具维修方便，模具使用寿命长，满足了电机定子冲片质量要求，达到冲片批量化生产要求。