降低分瓣胀型模中开槽垫板的变形量
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摘 要：文章中的开槽垫板指的是分瓣胀型冲模中用于内、外胀块导滑用的导滑板，此类零件一般较大，外廓直径在500-1000mm左右，厚度在50-70mm左右，由于垫板上开有导滑槽，所以此类垫板在淬火时存在很大的内应力，不但淬火时变形大，而且在加工过程中也极易产生较大的变形，文章通过对此类零件进行结构分析，然后进行结构优化、工艺、优化。达到了减少加工变形量和提高加工效率的有益效果。
目前，导滑垫板的加工手段只能是数控铣和立车，加工中大多是通过控制加工参数来控制加工变形，对于更改零件结构和加工工艺却考虑的比较少。因此有必要来探讨是否可以通过零件结构和加工工艺来达到减少工件变形的目的。
1 现状分析
此类零件一般为圆环件，厚度在60-70mm左右，外圆直径在700-1200mm左右，内孔在300-600左右，沿周分布着内、外胀块的导滑槽和放弹簧的长条槽，零件材料为45#钢，淬火HRC35-40。如图1所示。
下面是以前此类零件的加工工艺（如表1所示）
加工中出现的问题主要有以下几个方面：（1）淬火变形量大，有时变形8-10mm（厚度方向），变形趋势是成锅盖型隆起，由于零件较厚（约60-70mm厚），零件校正困难。（2）加工工艺安排淬火前荒铣各槽，但荒铣各槽会加大淬火时的变形量，如果淬火前不荒铣各槽，则淬火后由于切削加工量大，零件内应力逐步释放同样会造成较大的加工变形，这个矛盾一直没有解决。
按以前的工艺，进行了三次数控铣，两次热处理，三次立车磨。但这样做既延长了加工周期，也增加了工装成本。
2 工艺改进
2.1 改进措施
（1）选择优质钢材，如采购预硬钢718HH，这种材料来料就是淬火到HRC35-40的，因此我们自己无需热处理，而且采购的718HH热处理内应力小，在加工过程中变形就小，有利于减少加工次数和加工时间，但是增加了很大的模具成本。（2）采用铸铁HT250材料，耐磨性好，可不用热处理，加工变形也小，但是铸件毛料准备周期长，成本高。（3）改进零件结构，提高其加工工艺性并减少热处理变形。（4）改进加工工艺，减小加工变形。
对于以上四方面的措施，由于材料成本高和周期长的问题，第一、二种方案暂不考虑，下面试验从零件结构和加工工艺上想办法。
2.2 现场试验
首先从工艺上进行了调整，以前的工艺在淬火前荒铣各槽时是铣成通常的长槽，现在淬火前荒铣各槽时内外圆部分不通开。如图2所示，希望通过内外圈的加强部分来减小一部分变形量。
其次对零件的设计做了调整，由于以前零件的厚度较厚，所以热处理变形后很难进行校正。现在将零件的厚度减薄，将下模板相应加厚，使下模板比导滑垫板厚20-30mm。这样做的目的有两个：一是有利于淬火变形后对变形的零件进行校正，二是我们计划淬火后车磨零件内外圆及上下两端面，然后装配到模板上加工零件上的各槽。由于导滑垫板较薄，下模板较厚，所以即使垫板在加工中存在变形也能被下模板限制住，以此来减少加工中发生的变形。
改进后的工艺路线（如表2所示）
改进的工艺在3套模具中进行了加工试，从加工情况来看，将导滑垫板减薄，然后装配到较厚的下模板加工的工艺方法有效的减少了加工变形，收到了很好的效果。
经过现场验证，淬火前荒铣各槽内外周边不通开的结构在热处理后变形量有所减小，但变形量仍有5-6mm，分析其原因应该是在热处理过程中，内部组织转化造成内外圈收缩不一致，内圈收缩小，外圈收缩大，这样中间就会隆起或凹陷，从而形成锅盖型的变形。热处理变形后进行了校正，在校正的过程中零件在槽子的根部发生开裂，分析其原因应该是槽子的根部是尖角，应力集中大造成的。在随后的几套模具中荒铣各槽时根部带上R5的圆角，很好地解决了校正开裂的问题。
3 收到的效果
通过设计上的更改，将工件减薄，降低了热处理后零件校正的难度。通过工艺上的更改，使原来需要三遍数控铣加工减少到了两遍数控铣加工，并减少了一次回火时效工序，减少了两次立车磨工序，从而能降低加工时间20%左右，并降低了加工成本。
参考文献
[3]冲压工艺与冲模设计手册[M].化学工业出版社，2013.
[4]模具制造技术[M].北京理工大学出版社，2009.
[5]模具制造工艺[M].电子工业出版社，2011.