浅谈碟片式分离机碟片制造工艺

何志华

摘 要 碟片在物料分离的作用是缩短颗粒的沉降距离、扩大转鼓的沉降面积，转鼓中安装了碟片大大提高了分离机的生产能力，对分离机的分离效果有着很重要的作用，须制定合适的工艺路线去控制碟片制造尺寸。

关键词 碟片加工；旋压；复合冲模；冲裁

中图分类号 TH16 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）172-0281-02

1 加工任务及分析

工件图纸尺寸，见图1。

工件采用0.80mm厚06Cr19Ni10不锈钢薄板制作而成，每台分离机所需的碟片为170～175个之间。碟片锥面与水平线成50°角，锥面上、下端面与锥面需保证同心，且6-φ35孔尺寸及其与16X4定位槽的位置关系须控制，保证互相套叠在一起的碟片的6-φ35孔的中心在同一直线上。

2 确定制造工艺路线

毛坯下料采用激光切割，激光切割高效，且达到精度要求；对于工件锥面用旋压成型，其成型面光滑，色泽均匀，符合图纸要求；对于锥面下、上端面及6-φ35中性孔的的加工，其尺寸要求较高且是批量生产，采用冲压完成。制定工艺路线如下：下料（激光割）→旋压→冲压→钳。

3 制造工艺的实施过程

3.1 毛坯下料

根据图纸要求，用0.8mm厚的薄板并用激光切割下料。

坯料外圆直径的确定：根据强力旋压遵守体积不变定律：

成型后工件体积：V=123455.7mm3。

3.2 旋压成型

根据强力旋压的特点与车间实际情况，用PNC109旋压机进行旋压成型。

首先，工件在旋压机上定位，须设计其旋压模具，此模具分两部分：旋压模具体即用于工件定位、成型，另一部分为顶模用于工件旋压时的固定。毛坯中心孔按模具凸台尺寸下料，保证了毛坯在成型时上、下端面圆面和锥面的同轴度。

厚度0 L的确定：根据图纸要求用0.8mm厚的薄板；对于具有一定锥度、厚度的锥形工件旋压，可按纯剪切变形原理计算旋压厚度即：

其中：1t——碟片实际壁厚；2t——碟片理论壁厚。

当1t<2t时，Δt<0，材料减薄过渡；当1t>2t时，Δt>0，材料减薄不足。

由于偏离正弦律的情况难以避免，我们实际生产中一般倾向于采用Δt<0的旋压方法即旋压后碟片厚度一般为0.459mm。适当的减薄过渡有利于提高材料的极限减薄率，提高其表面的精度和光洁度。

3.3 碟片冲压

工件锥面旋压成型后，需对其上、下两端面边和6-φ35中性孔的加工，本件是批量生产且精度较高，采用冲压可以保证每个碟片尺寸的统一性，利于减少装配后对转鼓转动时的失重、分离机分离效果及运行平稳。

1）上、下端面边的冲裁。为了保证上、下两端面及锥面圆心的同心度，采取上、下面同时冲压成型的复合模如图3。

其中，t为材料厚度（mm），L为冲裁周边总长（mm），τ材料抗剪强度（MPa）。

根据碟片尺寸大小、精度、冲裁力及冲裁所需的行程等的要求，选择K3746双曲轴冲床或Y28-180/280四柱双动液压拉伸机的模架内进行冲裁。

模具校正后，先将碟片放于15（环体）并以4（定中块）定位，保证碟片的锥面与环体锥面紧密贴合，1（上模板）带动整个凹模向下冲压，当8（压紧环）与碟片外锥面接触后，开始对碟片的上端面进行冲裁，凹模继续向下冲裁，10（凸模体）的下端面与碟片外圆端面接触，开始对碟片的下端面边进行冲裁，压力机不断加大冲压力直至上、下端面边冲裁断为止。然后起模，19（缓冲橡胶圈）的弹性作用使凸模恢复原来状态把碟片取出完成冲裁。

2）“中性孔”的冲裁。碟片中性孔的冲裁须使每个碟片的6-φ35孔都在同一个位置上，才能保证碟片组装成碟片组后6-φ35孔的圆心在同一条直线上；6-φ35孔与16X4定位槽有方向要求，所以设计该中性孔冲压模具时以16X4定位槽为定位基准。

（1）本模具是先把已经冲裁上、下端面的碟片装置在13（凹模座）的锥面上，并用15（定向销）固定碟片的16X4定位槽；由2（上模板）带动上模沿着17（导柱）向下冲压，当10（冲头座）锥面与碟片锥面贴合后，23（冲头）沿着11（冲头导套）方向开始对碟片进行冲裁，直至23（冲头）冲入12（凹模）内冲裁。

模具是采用6-φ35孔同时冲裁成型复合模具，这样可以保证6个孔的圆心在同一个圆上，避免了逐个冲裁的加工误差，也提高了加工效率。

其中，t为材料厚度（mm），L为冲裁周边总长（mm），τ材料抗剪强度（MPa）。

根据碟片尺寸大小、精度、冲裁力及冲裁所需的行程等的要求，选择K3746双曲轴冲床或Y28-180/280四柱双动液压拉伸机的模架内进行冲裁工作。

3.4 钳

冲裁后碟片有毛刺飞边，工件必须进行整体去除毛锋，特别是φ123、φ440外圆及16X4定位槽必须按图纸要求倒R0.5角，利于碟片在点焊间隙片时的尺寸控制。

4 结论

对碟片尺寸控制，各模具的制造尺寸尤为关键，通过保证模具尺寸间接保证了碟片的尺寸精度，尤其对于旋压模的锥面必须与冲压模的凹凸模的锥面一致，否则冲压碟片时则碟片会产生爆裂的现象。旋压模、冲压模对碟片的成型加工，保证了碟片的尺寸精度，提高了生产效率，虽然模具的制造成本较高，但对于大批量、长期生产也是符合经济效益的。

参考文献

[1]陈适先.强力旋压及其应用[M].北京：国防工业出版社，1966.

[2]王鹏驹，成虹.冲压模具设计师手册[M].北京：机械工业出版社，2008.

[4]史铁梁.冷冲模具设计指导[M].北京：机械工业出版社，2001.