鄧毅成

摘 要：隨著社會竟?fàn)幍娜找婕ち遥鞔笃髽I(yè)為了創(chuàng)造更多的效益，獲得更大的市場，紛紛對自身的結(jié)構(gòu)模式進行了改革創(chuàng)新。在一些實業(yè)制造企業(yè)中，對產(chǎn)品的生產(chǎn)加工制造的方法與技術(shù)也進行了相應(yīng)的改造，以廣州大津電器制造有限公司為例，就對旗下空調(diào)壓縮機的零部件產(chǎn)品閥板等的加工制造就進行了相應(yīng)的研究，以便設(shè)計出更優(yōu)化的工藝以節(jié)省成本。本文主要分析探討的就是廣州大津電器制造有限公司旗下空調(diào)壓縮機的零部件閥板的沖壓工藝和模具設(shè)計。

關(guān)鍵詞：閥板；沖壓工藝；模具設(shè)計；零件設(shè)計

在空調(diào)壓縮機中，氣閥是其中非常重要的零部件之一，而氣閥主要是由吸排氣閥板與閥板共同組成。首先將排氣閥板安裝在閥板的凸臺上，而將閥板的凸緣安裝在閥板的凹槽上，這樣就可以促使壓縮機在吸氣與排氣的過程中，吸排氣閥板能有效地進行咬合或松開[1]，以保證壓縮機的正常工作。但是由于壓縮機對零部件有極高的特殊要求，以現(xiàn)有普通的制造工藝來說是很難實現(xiàn)這一目標(biāo)。因此本文通過分析閥板零部件的外形加工工藝，以便設(shè)計出更合理的工藝制造過程和閥板的制造模具，最終達(dá)到滿足壓縮機的正常工作需求和市場需求的目的。

一.閥板沖壓工藝分析

正常情況下，閥板零部件的外形圖如下圖1所示，其前端上表面需成形兩個凸臺，以便與閥板相配合，因此對尺寸精度和表面粗糙度的要求較高，而對于閥板來說其工藝難點主要就在凸臺上，只有其工作面的表面粗糙度以及條料磨到相應(yīng)程度之后才能保證閥板在普沖后拋光的相應(yīng)要求。

通過對閥板零部件的結(jié)構(gòu)和使用要求進行分析，其成形工藝主要有三種：第一種就是先沖孔，然后鐓擠，最后再落料，第二種就是先鐓擠，然后進行沖孔，最后再落料，第三種就是先沖孔與鐓擠一起進行，然后再進行落料。經(jīng)過多次的試驗后發(fā)現(xiàn)，利用第一種工藝方法成形的閥板零部件的排氣孔比產(chǎn)品的設(shè)計要求要小，既使預(yù)沖孔尺寸達(dá)到極限也滿足不了產(chǎn)品的實際要求。主要是因為預(yù)沖孔與鐓擠凸模之間的導(dǎo)向部分存在一定的空間間隙，而鐓擠時材料會往阻力最小的方向進行移動，同樣的在鐓擠完后材料又會進行回流，在這種情況下很難有效保證閥板預(yù)沖孔的尺寸要求。而利用第二種工藝方法成形的閥板凸臺，其高度滿足不了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。主要是因為材料在受到擠壓時出現(xiàn)的加工硬化現(xiàn)象很嚴(yán)重，從而就會使材料的塑性流動受阻，雖然也阻止了變形情況的發(fā)生，但卻很難保證閥板凸臺與孔的位置精度。最后經(jīng)過反復(fù)試驗，采用第三種工藝方法加工成形的閥板零部件，其相應(yīng)條件都符合標(biāo)準(zhǔn)要求，而且由于在前面工序進行同步剪擠精沖，導(dǎo)致材料的塑性流動能力得到了增強，相應(yīng)了也提高了材料的變形能力[2]。

以某閥板成形工藝為例，計算鐓擠凸臺和凹槽所需要的擠壓力大約為80kN，而沖孔的剪切力大約為50kN，落料工序的剪切力大約為220kN，總共計算下來，需要的總沖壓力為350kN左右，然后再結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)，沖壓力以及其他相關(guān)設(shè)備等各種因素，決定選用J23-63型號的曲柄壓力機[2]。

二.閥板模具設(shè)計分析

根據(jù)上文的分析，閥板零部件的成形工藝采用鐓擠與沖孔的復(fù)合工藝為最佳，不僅沖壓出來的孔精準(zhǔn)度高，符合其實際要求，而且還增強了材料的塑性流動能力和變形能力。而對于一個正常閥板零部件來說，其沖壓工序只需要一副連續(xù)復(fù)合模即可完成成形工藝，因此其中的鐓擠與沖孔的復(fù)合工藝就是閥板模具成形的關(guān)健所在。

如下圖2所示，為閥板模具的結(jié)構(gòu)圖。從圖上可以看出，由于閥板零部件的凸臺高度要高于反面孔的深度，因此閥板零部件需要從凹模處向上頂出，所以要在模具下部位置設(shè)計一個頂出結(jié)構(gòu)，具體設(shè)計方法為：首先在墊板上進行開孔，然后在孔內(nèi)放置橡膠21，然后在橡膠21上再分別加一塊小墊塊16和頂件15，由此共同組成一個頂出裝置結(jié)構(gòu)[3]。

通過對閥板模具的分析，如上圖2所示，可以看出模具的上部分主要由鐓擠沖孔凸模7和落料凸模共同組成，而模具的下部分則主要由凹模13和頂件塊15共同組成。以某正常無彎曲的閥板沖壓工藝為例，首先需要確定出送料步距大約為28mm左右，前后誤差不超過0.2mm，也就是落料凹模與鐓擠凹模之間的中心距離大約為25.5mm，然后在反頂器上設(shè)計出兩個定位釘19，其目的就是保證送料的方便。其次就是在凹模上設(shè)計出導(dǎo)料板12，同時還要加設(shè)小導(dǎo)柱20，以確定出閥板零部件成形時的位置精度，保證成形位置不會出現(xiàn)偏差。在條料送入到模具當(dāng)中時，其工作部位鐓擠沖孔凸模就會將條料進行相應(yīng)推擠，一直到鐓擠到規(guī)定尺寸要求為止，然后條料繼續(xù)往前進行推送，再過一個步距就進入到落料工序，這時落料凸模就會往下落廢料，同時頂件器也在工作，然后在頂件器與橡膠的雙重作用下，成形后的完整閥板零部件就會被頂出。在這個過程中，條料在進入到鐓擠工序時落料工序必須已經(jīng)完成，否則就無法進行下一個工序[4]。

三.閥板模具的關(guān)健零件設(shè)計

通過上述閥板模具設(shè)計分析，可以看出閥板零部件的凸起小凸臺的外形尺寸要求，完全是由鐓擠沖孔凸模的尺寸來決定的，因此在設(shè)計閥板模具時就要考慮到材料的流動受阻性等自然因素，對此可以適當(dāng)?shù)貙︾厰D沖孔凸模的刃口尺寸和加工精度進行調(diào)整設(shè)計。

首先閥板模具在第一道工序完成后為了達(dá)到相應(yīng)尺寸要求，對于鐓擠沖孔凸模的工作部分的尺寸要求，應(yīng)取其尺寸公差的最大值為標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計。而且為了保證沖孔的粗糙度，在進行鐓擠沖孔前將其加工成球面，使凹模成形部位與其形成有效配合，留出相應(yīng)的單面間隙距。其次在落料凸模與凹模的對應(yīng)部位進行配合工作時，需同樣預(yù)留單面間隙距離。對此需要首先用線切割割出最大外形尺寸和兩個退位孔，然后把閥板零部件旋轉(zhuǎn)九十度，將沿著閥板零部件周圍的剩余材料全部割掉，即可得到一個掛臺。在工序進行過程中，需要注意的是落料凸模高度的設(shè)計必須要比鐓擠沖孔凸模的高度要高2mm左右。而凹模的落料部位以及成形部位的孔可采用線切割方法進行切割成形，而落料部位的具體尺寸則由實際零件設(shè)計圖來決定。同時凸模以及凹模的材料可選用Cr12MoV， 這種材料經(jīng)熱處理后變形小，淬硬性好， 同時還具有極強的耐磨性以及良好的工藝性，這種材料制造的閥板模具有很高的使用壽命[5]。

結(jié)束語

綜上所述，本文以廣州大津電器制有限公司旗下空調(diào)壓縮機的零部件閥板的制造工藝為例，具體分析探討閥板的沖壓工藝和模具設(shè)計，首先分析閥板的三種沖壓工藝，經(jīng)過比較得出采用第三種工藝方法，即鐓擠與沖孔結(jié)合的復(fù)合工藝為最佳，其次分析了閥板的模具設(shè)計，以某正常無彎曲的閥板沖壓工藝為例，分析了閥板模具的設(shè)計工序，最后分析閥板模具關(guān)健零件的設(shè)計，主要包括鐓擠沖孔凸模的刃口尺寸調(diào)整設(shè)計，凹模成形部位的小凸臺的設(shè)計以及落料凸模的高度設(shè)計和模具材料的選擇等，希望本文的分析探討對我國其他空調(diào)壓縮機零部件制造廠家的閥板生產(chǎn)制造能起到相應(yīng)的幫助作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]柯欣， 羅毅， 湯建云. 閥板沖壓工藝分析與模具設(shè)計[J]. 模具工業(yè)， 2006， 32（3）：32-35.

[2]俞冠正. 淺談黃銅閥體沖壓工藝與模具的發(fā)展[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計， 2015（12）.

[3]王炳華. 一種矩形浮閥連續(xù)沖壓模具及沖壓工藝：， CN103909157A[P]. 2014.

[4]孫穎迪，陳秋榮，張婭.操縱桿沖壓工藝分析與模具設(shè)計[J].現(xiàn)代制造工程，2015，08：118-121.

[5]陳牡丹， 徐永平. 支架沖壓工藝分析與模具設(shè)計[J]. 模具工業(yè)， 2014（6）：39-40.