精密锁件精铸与冲剪结合工艺的尝试

汕头彩富精铸有限公司   杨日升  廖敏
 

摘要  针对精密锁件尺寸公差要求高，熔模铸造铸件难达到图纸精度要求，采用精铸工艺控制与冲剪等机加工相结合的方式，保证精密锁件尺寸公差要求。

关键字：精密锁件 锁栓  熔模铸造  尺寸公差  工艺控制  冲剪

 

熔模铸造工艺，虽然能够生产出精密度较高的铸件，但在生产精密锁件时，常常会遇到很大的困难，因为精密锁件尺寸公差要求更高，同时须满足各种装配功能。近年来，公司接受国外客户的一些精密锁件的开发生产，刚开始时，我们只是单独依靠熔模铸造工艺，采用前工序控制模具和蜡件尺寸，后工序对铸件进行修磨，整形的方式，结果总是存在这样或那样的质量问题，如铸件尖角浇不满，变形大，尺寸不稳定和尺寸偏差较大等，生产出来的锁件很难达到客户的使用要求，最终导致开发失败，不仅给公司造成了经济损失，同时也影响了公司的声誉。
经过失败的教训后，我们开始转换思维模式，针对精密锁件的功能特点及尺寸公差要求，我们采用了精铸与冲剪相结合的工艺，从而保证了精密锁件的尺寸公差要求，取得了较好的效果。下面以精密锁件，锁栓09-3450N（79769）为例，探讨精铸工艺和冲剪工艺相结合的生产方法。

1 锁栓09-3450N（79769）的功能结构和重点尺寸公差要求

 

 

图1所示为锁栓09-3450N（79769），锁栓成品重86克，材质304，表面处理为电解。锁栓总长86.4mm，宽度34.5mm,，锁栓头处壁厚8.2mm，齿板处壁厚3mm，最小壁厚2.5mm。锁栓主要功能结构可分为：锁栓头、导向园柱、锁栓齿、长椭圆孔和L形孔（见图2）。铸件一般尺寸公差按德国VDG P 690 D2和ISO 8015标准，重要尺寸公差见表1。
 

2 原精铸锁栓存在的主要质量问题
从图1锁栓09-3450N（79769）零件图中不难看出，锁栓齿、长椭圆孔和L形孔是锁栓的几个重要功能结构，尺寸公差要求很高，有些已超出熔模铸造工艺所能达到的精度。完全采用精铸工艺制作锁栓时，主要存在如下质量问题：
2.1 锁栓齿
（1）齿尖浇不满，缺料，园角大。
   （2）齿形尺寸和位置尺寸超出图纸要求。
   （3）齿板变形，平面度超出图纸要求。
 2.2 长椭圆孔
（1）孔变形，孔胀开或收拢，两侧不平行。
（2）长度和宽度尺寸超差。
（3）孔园弧中心位置尺寸超差。
2.3  L形孔
（1）孔变形，孔园弧失园，有椭圆。
（2）长度和宽度尺寸超差。
（3）位置尺寸超差。
3 冲剪工艺
冲剪工艺主要用于薄壁板材的冲剪加工，冲剪件的尺寸精度相对精铸件要高，尺寸公差一般可控制在IT8~IT10左右，所用的设备为冲剪模和冲床。
3.1 冲剪工艺的应用
为解决锁栓齿尖浇不满，缺料，园角大，孔变形和尺寸超差问题，我们偿试用冲剪工艺来保证这几个部位的尺寸。从锁栓的结构来看，锁栓头为长34.5mm×厚8.2mm的方块结构，锁栓齿、长椭圆孔和L形孔处为2.5mm和3mm厚的薄板结构，可满足冲剪工艺对板材的厚度要求。故制定冲剪方案如下：
（1）将锁栓齿板外侧、长椭圆孔和L形孔内侧单边增加0.5mm冲剪余量（见图3和图4）。
（2）采用精冲模，保证冲剪后的尺寸精度和冲剪边的粗糙度，冲压设备用40吨冲床。
（3）用园柱校正模（见图6）先将3个直径∮5导向园柱进行校正，保证园柱距离尺寸。
（4）以3个园柱为冲剪定位基准，用齿、长椭圆孔冲剪模（见图7）将齿板外侧，锁栓齿，长椭圆孔一次冲剪出来。
（5）以3个园柱和长椭圆孔为定位基准，用L形孔冲剪模（见图8）将L形孔冲剪出来。