原標(biāo)題：操作便捷！電機(jī)帶減速箱端蓋的壓鑄模設(shè)計(jì)與鑄件后處理

鋁合金帶減速箱端蓋是小微型低速電機(jī)的重要零件，壓鑄工藝克服了加工中心無(wú)法加工到位的問(wèn)題，并可大幅提高生產(chǎn)效率。設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、鑄件分型面美觀的模具結(jié)構(gòu)。采用側(cè)澆口進(jìn)料方式既有利于成形又方便去除澆口廢料；針對(duì)該端蓋鑄件外形不規(guī)則且內(nèi)含兩個(gè)空間正交軸承孔，必須經(jīng)切削精加工方可滿(mǎn)足止口與機(jī)座、軸承室與軸承的高精度配合要求。采用了一套定位準(zhǔn)確、夾緊可靠無(wú)變形、翻轉(zhuǎn)精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔合理、操作方便快捷的銑夾具。

圖文結(jié)果

交流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可在960r/min左右，而當(dāng)轉(zhuǎn)速需要在幾十r/min時(shí)，最簡(jiǎn)單的方法就是在電機(jī)出軸處安裝一減速箱，輸出所需要的最終低轉(zhuǎn)速。但這樣的結(jié)構(gòu)需要將減速箱和端蓋用螺釘進(jìn)行連接，長(zhǎng)久工作后易發(fā)生松動(dòng)而導(dǎo)致工作故障；而且需要花費(fèi)兩套壓鑄模具分別獲得減速箱和端蓋鑄件。一種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)是將減速箱和端蓋兩件合一，見(jiàn)圖1。端蓋壓鑄模及所獲端蓋壓鑄件后其止口和二處軸承室的切削加工所用的銑夾具較為關(guān)鍵，必須滿(mǎn)足端蓋止口和軸承高精度的要求。

圖1 減速箱端蓋示意圖

圖2 帶減速箱端蓋壓鑄模總裝圖

1.定模板 2、17、24、30、33、35、39、40.緊固螺釘 3、41.楔緊塊 4.減速箱滑塊座 5、42.斜導(dǎo)柱 6.減速箱滑塊 7.減速箱滑塊軸承室型芯 8.安裝孔型芯 9.定模型芯 10.端蓋軸承室型芯 11.動(dòng)模型腔 12.分流錐 13.澆口套 14.導(dǎo)套 15.導(dǎo)柱 16.動(dòng)模板 18.動(dòng)模蓋板 19.澆口廢料推桿 20.推桿固定板 21.墊塊 22.動(dòng)模底板 23.推板 25.推板導(dǎo)套 26.推板導(dǎo)套 27.鑄件推桿 28.固定銷(xiāo) 29.復(fù)位桿 31、38.限位板 32、36.壓簧 34、37.墊片 43.外緣滑塊

鑒于機(jī)殼結(jié)構(gòu)的特殊性，采用了既有利于充型又方便澆口切除的側(cè)澆口進(jìn)料方式。從圖1看出，A處（減速箱體與端蓋結(jié)合部）、B處（速箱內(nèi)腔）均設(shè)置了抽芯機(jī)構(gòu)，以確保順利推出鑄件；為分解鑄件端蓋部和減速箱兩處的包緊力，將端蓋部型芯9設(shè)置在定模，將減速箱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)置在動(dòng)模。圖1中的3個(gè)弧形窗口用于為電動(dòng)機(jī)散熱，在定模型芯的端面設(shè)置3個(gè)弧形凸臺(tái)，避免了復(fù)雜的鑲拼。

熔融的鋁合金從澆口套13注入，隨著壓射沖頭在與之相連的冷壓室中推進(jìn)，熔融的鋁合金被壓入動(dòng)模型腔11，經(jīng)增壓、冷卻后開(kāi)模。位于動(dòng)模的二滑塊6、43分別處于端蓋鑄件的減速箱內(nèi)和端蓋外緣處，從而形成較大的脫模阻力，基于斜導(dǎo)柱與滑塊斜孔之間設(shè)有2mm間隙，在開(kāi)模的瞬間定、動(dòng)模水平開(kāi)模運(yùn)動(dòng)在先，二滑塊的抽芯運(yùn)動(dòng)在后，端蓋鑄件得以順利脫離定模型芯9；隨著開(kāi)模繼續(xù)，二滑塊沿斜導(dǎo)柱作抽芯運(yùn)動(dòng)直至脫離斜導(dǎo)柱5、42;當(dāng)開(kāi)模結(jié)束,端蓋內(nèi)的所有型芯已全部脫離，僅剩鑄件外形留在型腔內(nèi)，啟動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，5根推桿（其中1根為冷壓室廢料推桿）即可輕松推出鑄件。

圖3 帶減速箱端蓋銑床夾具
1.手柄 2.定位圓銷(xiāo) 3.夾具體鎖緊螺釘 4.開(kāi)口墊片 5.夾具體 6.底座 7.轉(zhuǎn)軸 8.壓塊螺釘 9.壓簧 10.轉(zhuǎn)位壓塊 11.菱形銷(xiāo)

為滿(mǎn)足與軸承和定子的裝配要求，需將所獲壓鑄件進(jìn)行必要的后續(xù)加工處理，以便兩處軸承室和止口尺寸車(chē)削或銑削至精度和形位公差達(dá)到要求，但由于端蓋形狀的特殊性，致使車(chē)削加工時(shí)即使有車(chē)夾具支持也無(wú)法實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成兩個(gè)空間正交軸承孔的加工，因此，考慮采用銑夾具來(lái)解決上述問(wèn)題，見(jiàn)圖3。

夾具體5(見(jiàn)圖4)置于底座6之上，繞轉(zhuǎn)軸7在0°～90°之間翻轉(zhuǎn)，并且0°和90°是兩個(gè)工作位置，手柄與夾具體插孔采用間隙配合以便完成插入翻轉(zhuǎn)后立即拔出(否則會(huì)妨礙銑削加工)，同時(shí)夾具體5的一個(gè)固定槽剛好穿過(guò)底座上的夾具體鎖緊螺釘3，在固定槽和夾具體鎖緊螺釘3的頭部之間插入開(kāi)口墊片4，再擰緊螺釘3即限制了夾具體最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。基于壓鑄件尺寸一致性程度高的特點(diǎn)，端蓋鑄件在夾具體采用一面兩銷(xiāo)定位，即利用端蓋4-?5mm安裝孔中的2個(gè)對(duì)角孔分別套入一個(gè)定位圓銷(xiāo)2和一個(gè)菱形銷(xiāo)11。當(dāng)轉(zhuǎn)位壓塊10轉(zhuǎn)至指定位置時(shí)只需旋緊壓塊螺釘8即可鎖緊端蓋零件。

圖4 夾具體

結(jié)論

零件為壓鑄毛坯件且形狀不規(guī)則，所采用的一面兩銷(xiāo)定位和端蓋散熱槽轉(zhuǎn)位壓塊夾緊裝置是理想的選擇，巧妙地利用了壓鑄件尺寸一致性好的特點(diǎn)，使低精度的IT10孔距安裝孔作為定位孔，防止了薄壁端蓋零件若強(qiáng)行采用三爪或平口鉗等通用夾緊方式所導(dǎo)致的零件變形。將夾具體5設(shè)計(jì)成可90°翻轉(zhuǎn)的活動(dòng)母體，輕松完成一次裝夾銑削相互空間正交的兩個(gè)軸承孔。選擇開(kāi)口墊片作為重要的夾緊原件，避免了必須將壓塊螺釘全部旋出。取夾具體5俯視圖轉(zhuǎn)軸孔右、下兩面交匯處的圓角為8mm，若小于其定位尺寸8mm，則夾具體翻轉(zhuǎn)時(shí)將會(huì)出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。

端蓋零件難以在加工中心上用鋁塊毛坯完成銑削，壓鑄是較為合適的選擇，但壓鑄精度僅為IT10左右，為了將某些關(guān)鍵部位的尺寸精度提升一個(gè)數(shù)量級(jí)，機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用尤為關(guān)鍵。

作者

肖洪波
蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院精密制造工程系
本文來(lái)自：《特種鑄造及有色合金》雜志，《壓鑄周刊》戰(zhàn)略合作伙伴