风罩成形设计

文/丁一林·淮南凯盛重工有限公司研发中心

风罩成形设计

文/丁一林·淮南凯盛重工有限公司研发中心

丁一林,工程师，主要从事锻造、冲压工艺设计工作，目前研究领域为冲压模具设计。

风罩是电机风扇部的散热元件，由于批量大，需用模具成形。零件如图1所示。

风罩零件原先采用“下料→拉延→剪切/整形→一次冲孔”的加工工艺。但是采用上述工艺时，虽然一次冲孔成形缩短了加工时间，但由于凸模细长，没有采取相关加固措施，易折断，且凹模的孔间距太小，最小距离只有11mm,强度不够，易坍塌变形。所以，生产时需要频繁修理、更换模具，既耽搁交货工期，也增加了成本。

为了克服以上缺陷，可以采取以下措施。

图1 风罩零件图

图2 凹模孔重新排样

凸模采用短轴式

由于凸模细长(截面为11mm×11mm)，易变形折断，为增加强度，可将其做成短轴式，镶于安装板2内；工作时上模下行，压板5先压住工件7，接着镶有凸模3的安装板2于压块4作用下经压板5孔的导向作用向下运行进行冲孔；为增大精确度，压板5通过安装于上模座和凹模10的导轴1导向，而凸模3通过安装板2在压板5的孔中导向。由此可见，采用短轴式凸模，既增加了零件强度，又保证了加工精度。

一次冲孔改为凹模一周四次旋转冲孔

整个工序变为：下料→拉延→剪切/整形→四次旋转冲孔。凹模孔重新排样，如图2所示。凹模孔如此排布，孔与孔间距从11mm变为19mm，大大增加了凹模的强度。

相应地增加一套变速系统，如图3所示。当滑块回程时，固定于上模座的齿条31上行，带动序号为29的齿轮3转动，齿轮3又带动与其固定的序号为28的锥齿轮2顺时针方向（从锥顶看）转动，接着序号为26的锥齿轮1作逆时针方向（从锥顶看）转动，完成竖直方向到水平方向的速度转变；接着使与锥齿轮1紧固的序号27齿轮2转动，通过惰轮25带动序号21的齿轮1逆时针方向（从上往下看）转动，齿轮1带动与之紧固的齿轮轴18同向运动；如图2c所示，小齿轮20设计有外棘轮和内棘轮，齿轮轴18上装有驱动棘爪32，驱使小齿轮20作逆时针方向转动，带动大齿轮12作顺时针方向转动，从而使与之固定的凹模10顺时针方向旋转90°；滑块下行冲孔时，为防止凹模窜动，在变速箱16上安装有止回棘爪33。这样，滑块通过四次下行-回程，即完成一个产品的冲孔；另外，为了便于加工和装配，变速箱16设计成剖分式，两半加工成哈弗面后用螺栓固定。

图3 改进后的模具结构图

结束语

通过上述改进后，凸凹模强度大大增强，凸模不易变形折断，凹模不会坍塌变形，生产时很少维修，既缩短了交货期，又增加了模具寿命，减少了生产成本。