■浙江錢(qián)江摩托股份有限公司(溫嶺 317500)葉 鑫
在摩托車(chē)制造領(lǐng)域的零件加工中,特別是對(duì)于大排量和越野型賽車(chē)消聲器,因此類(lèi)摩托車(chē)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原因,考慮到裝配方便,往往將筒體組件及排氣管組件等采用分段式聯(lián)接,其聯(lián)接配合處的主要零件有排氣管、進(jìn)氣管和接管等,這些零件結(jié)構(gòu)中均存在3~4條均布的異形槽?,F(xiàn)以其中一款典型的進(jìn)氣管為例(見(jiàn)圖1),來(lái)分析此類(lèi)零件的加工工藝。
圖1 零件結(jié)構(gòu)
該零件的加工重點(diǎn)在于異形槽的加工。此時(shí)有兩種工藝方案,可采用銑床加工,也可采用沖裁加工完成??紤]到以下幾點(diǎn),排除銑削加工而選擇沖裁模進(jìn)行沖槽加工。①該零件有4條均布槽,銑削加工需采用分度頭夾具,裝夾分度費(fèi)時(shí),且切削過(guò)程耗時(shí)長(zhǎng),生產(chǎn)效率低。②由于該零件的材質(zhì)為不銹鋼且壁薄,切削過(guò)程中產(chǎn)生的毛刺會(huì)很多且牢固,難以去除,造成零件表面不平整。③不銹鋼粘附性強(qiáng),切屑易附在刃口上。而不銹鋼導(dǎo)熱性差,但切削力大,造成切削溫度高,刀具使用壽命短。故此零件批量生產(chǎn)采用銑削加工費(fèi)時(shí)費(fèi)力,成本偏高。
同時(shí)考慮到薄壁不銹鋼管沖壓過(guò)程中易變形,經(jīng)過(guò)沖槽工序后,零件擴(kuò)口端口面會(huì)略往內(nèi)縮進(jìn)。這樣就造成石墨襯圈無(wú)法裝入,而零件內(nèi)徑必須保證與石墨圈緊密配合,所以零件有擴(kuò)喇叭口的結(jié)構(gòu)要求,需要在沖壓后增加一道整形擴(kuò)口工序,達(dá)到零件內(nèi)徑加工精度要求。
具體工藝流程為:選用φ45mm×1.5mm的304不銹鋼管材→切割下料→兩端倒角→一端管端成型機(jī)擴(kuò)口→擴(kuò)口端使用懸臂式?jīng)_槽模沖第一個(gè)槽→旋轉(zhuǎn)90°定位沖第二、三、四個(gè)槽(重復(fù)操作)→擴(kuò)口端整形擴(kuò)喇叭口→拋光。
(1)管端成型機(jī)擴(kuò)口模:擴(kuò)口模采用Cr12MoV,熱處理至58~60HRC??紤]不銹鋼零件回彈,擴(kuò)口模按零件內(nèi)徑尺寸要求放大0.1mm進(jìn)行加工,尾端螺紋按管端成型機(jī)配作。將擴(kuò)口模安裝在管端成型機(jī)上,夾具采用φ45mm通用夾具。
(2)異形槽沖槽模的設(shè)計(jì):考慮零件材料特性外形及尺寸要求,沖槽模采用懸臂式設(shè)計(jì),模具裝配結(jié)構(gòu)如圖2所示。
模具凹模、凸模材料采用Cr12MoV,刃口熱處理至58~60HRC。其余材料可選用45鋼。凸模刃口尺寸根據(jù)異形槽尺寸確定。凹模尺寸以凸模尺寸為基準(zhǔn)配作,雙邊間隙取0.11mm。因?yàn)橥鼓H锌谠O(shè)計(jì)為斜刃,刃口尖角以R1.5mm代替。凹模下部加工異形卸料孔,卸料孔尺寸距刃口單邊3mm即可。凹模尾部圓周方向割掉一部分,與凹模支座配作,防止凹模轉(zhuǎn)動(dòng)。此模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適用于批量異形孔槽沖裁。
圖2 懸臂式?jīng)_模結(jié)構(gòu)
沖槽操作過(guò)程:拉開(kāi)定位銷(xiāo),將擴(kuò)口后管料套在凹模上,前端放置到位。凸模下行接觸管料,沖出異形槽,繼續(xù)下行超出卸料孔,廢料落入管料內(nèi)。將管料逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,松開(kāi)定位銷(xiāo),定位銷(xiāo)插入異形槽內(nèi)φ5mm圓孔處定位。凸模下行,重復(fù)以上步驟,沖出4個(gè)異形槽。取出制件,倒出廢料,沖槽過(guò)程完畢,待制下一道工序。
(3)整形擴(kuò)口模設(shè)計(jì):整形擴(kuò)口設(shè)備選用帶下頂缸的油壓機(jī)。模具分上、下模兩部分。上模固定凸模,下模固定凹模,并配有頂料桿用以退料。
實(shí)踐表明,該進(jìn)氣管制造工藝流程簡(jiǎn)便、工作效率高,模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝維護(hù)方便,制造成本低廉,而且成品制件在外觀及精度上均滿足使用要求,目前已應(yīng)用于大批量生產(chǎn)。
專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)
該文所述進(jìn)氣管制造工藝適用于摩托車(chē)零件的大批量生產(chǎn)。異形槽沖裁模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝維護(hù)方便,相對(duì)于銑削加工具有明顯的優(yōu)勢(shì)。作者抓住了不銹鋼薄壁零件的加工特點(diǎn),在工藝流程和模具設(shè)計(jì)中大膽創(chuàng)新,以沖壓和整形工序代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工,既降低了制造成本,又滿足了使用要求。