原標題：操作便捷！電機帶減速箱端蓋的壓鑄模設計與鑄件后處理

鋁合金帶減速箱端蓋是小微型低速電機的重要零件，壓鑄工藝克服了加工中心無法加工到位的問題，并可大幅提高生產效率。設計了一種結構簡單、工作可靠、鑄件分型面美觀的模具結構。采用側澆口進料方式既有利于成形又方便去除澆口廢料；針對該端蓋鑄件外形不規則且內含兩個空間正交軸承孔，必須經切削精加工方可滿足止口與機座、軸承室與軸承的高精度配合要求。采用了一套定位準確、夾緊可靠無變形、翻轉精度高、結構簡潔合理、操作方便快捷的銑夾具。

圖文結果

交流驅動電機的轉速可在960r/min左右，而當轉速需要在幾十r/min時，最簡單的方法就是在電機出軸處安裝一減速箱，輸出所需要的最終低轉速。但這樣的結構需要將減速箱和端蓋用螺釘進行連接，長久工作后易發生松動而導致工作故障；而且需要花費兩套壓鑄模具分別獲得減速箱和端蓋鑄件。一種優化的結構是將減速箱和端蓋兩件合一，見圖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鍵，必須滿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.動模型腔 12.分流錐 13.澆口套 14.導套 15.導柱 16.動模板 18.動模蓋板 19.澆口廢料推桿 20.推桿固定板 21.墊塊 22.動模底板 23.推板 25.推板導套 26.推板導套 27.鑄件推桿 28.固定銷 29.復位桿 31、38.限位板 32、36.壓簧 34、37.墊片 43.外緣滑塊

鑒于機殼結構的特殊性，采用了既有利于充型又方便澆口切除的側澆口進料方式。從圖1看出，A處（減速箱體與端蓋結合部）、B處（速箱內腔）均設置了抽芯機構，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設置在定模，將減速箱抽芯機構設置在動模。圖1中的3個弧形窗口用于為電動機散熱，在定模型芯的端面設置3個弧形凸臺，避免了復雜的鑲拼。

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，熔融的鋁合金被壓入動模型腔11，經增壓、冷卻后開模。位于動模的二滑塊6、43分別處于端蓋鑄件的減速箱內和端蓋外緣處，從而形成較大的脫模阻力，基于斜導柱與滑塊斜孔之間設有2mm間隙，在開模的瞬間定、動模水平開模運動在先，二滑塊的抽芯運動在后，端蓋鑄件得以順利脫離定模型芯9；隨著開模繼續，二滑塊沿斜導柱作抽芯運動直至脫離斜導柱5、42;當開模結束,端蓋內的所有型芯已全部脫離，僅剩鑄件外形留在型腔內，啟動推出機構，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 3.夾具體鎖緊螺釘 4.開口墊片 5.夾具體 6.底座 7.轉軸 8.壓塊螺釘 9.壓簧 10.轉位壓塊 11.菱形銷

為滿足與軸承和定子的裝配要求，需將所獲壓鑄件進行必要的后續加工處理，以便兩處軸承室和止口尺寸車削或銑削至精度和形位公差達到要求，但由于端蓋形狀的特殊性，致使車削加工時即使有車夾具支持也無法實現一次裝夾完成兩個空間正交軸承孔的加工，因此，考慮采用銑夾具來解決上述問題，見圖3。

夾具體5(見圖4)置于底座6之上，繞轉軸7在0°～90°之間翻轉，并且0°和90°是兩個工作位置，手柄與夾具體插孔采用間隙配合以便完成插入翻轉后立即拔出(否則會妨礙銑削加工)，同時夾具體5的一個固定槽剛好穿過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的頭部之間插入開口墊片4，再擰緊螺釘3即限制了夾具體最后一個轉動自由度。基于壓鑄件尺寸一致性程度高的特點，端蓋鑄件在夾具體采用一面兩銷定位，即利用端蓋4-?5mm安裝孔中的2個對角孔分別套入一個定位圓銷2和一個菱形銷11。當轉位壓塊10轉至指定位置時只需旋緊壓塊螺釘8即可鎖緊端蓋零件。

圖4 夾具體

結論

零件為壓鑄毛坯件且形狀不規則，所采用的一面兩銷定位和端蓋散熱槽轉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，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行采用三爪或平口鉗等通用夾緊方式所導致的零件變形。將夾具體5設計成可90°翻轉的活動母體，輕松完成一次裝夾銑削相互空間正交的兩個軸承孔。選擇開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，則夾具體翻轉時將會出現卡死現象。

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，為了將某些關鍵部位的尺寸精度提升一個數量級，機床夾具的設計及其應用尤為關鍵。

作者

肖洪波
蘇州工業職業技術學院精密制造工程系
本文來自：《特種鑄造及有色合金》雜志，《壓鑄周刊》戰略合作伙伴