環(huán)氧樹脂在電機(jī)沖片模具中的應(yīng)用

陳 森

（日立電梯電機(jī)（廣州）有限公司，廣東 廣州 510670）

電機(jī)沖片模具一般由凸凹模、上下模座（固定板）、脫料板、銷釘?shù)攘慵M成，這些零件之間需要進(jìn)行裝配，而固定方法有低熔點(diǎn)合金澆注、熱套法、環(huán)氧樹脂澆注等，以下介紹的是環(huán)氧樹脂澆注法。

1 環(huán)氧樹脂的主要澆注的優(yōu)點(diǎn)

電機(jī)鐵芯冷沖模一般由凸模（沖頭）、凹模、上下模座、脫料板、導(dǎo)向板等主要零件組成，凸凹模的數(shù)量較多，裝配精度要求高，因此選擇合適的模具制造工藝方案，無(wú)論對(duì)于縮短模具制作周期、提高模具生產(chǎn)效率、改進(jìn)模具制造工藝及提高模具質(zhì)量等方面均起到十分重大的作用。在電機(jī)冷沖壓模具制造中應(yīng)用環(huán)氧樹脂有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）用環(huán)氧樹脂可黏結(jié)凸凹模、導(dǎo)套或澆注脫料板、導(dǎo)板型腔，操作簡(jiǎn)單方便，隨用隨配，不需要特殊工藝裝備。（2）成型方法簡(jiǎn)單、制造周期短，大幅度縮短了模具的制造時(shí)間。熱套法對(duì)固定板的加工精度要求很高，裝配后還要進(jìn)行精配間隙，鉗工耗時(shí)長(zhǎng)，對(duì)于多沖頭的復(fù)式?jīng)_模耗時(shí)要超過(guò)200h，而采用環(huán)氧樹脂澆注型腔僅需要十幾個(gè)小時(shí)，型腔孔數(shù)越多、形狀越復(fù)雜的模具，其效率提升就越顯著。（3）對(duì)零件加工精度要求低。與凸模相配的脫料板、固定板等，其型腔孔只需要加工出近似凸模的粗略輪廓，周邊有1.5～5mm空隙即可。采用環(huán)氧澆注能加工出用普通機(jī)械加工方法難以加工的型孔。（4）維修、更換方便，可靠性高。中小型電機(jī)沖片復(fù)式?jīng)_模都是多沖頭的，每套模都有十幾個(gè)到幾十個(gè)凸模，模具在使用過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)個(gè)別凸模損壞需要修理的情況，用低熔點(diǎn)合金澆注的模具如遇到此問(wèn)題，就需要將凸模、固定板組合件加熱，熔去低熔點(diǎn)合金，拆下全部凸模，更換損壞的凸模后再重新對(duì)所有凸模進(jìn)行澆注組裝，耗時(shí)很長(zhǎng)。但采用環(huán)氧樹脂黏結(jié)的模具則只需要將損壞的凸模壓出，清除腔體的樹脂，更換已損壞凸模并單獨(dú)對(duì)其澆注即可，而整套模具的質(zhì)量完全不受影響。

2 環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑的材料及制作工藝

2.1 主要材料

環(huán)氧樹脂黏結(jié)劑的用材除了主材環(huán)氧樹脂外，還需要其他添加劑及輔材，常用的添加劑及輔材的名稱、規(guī)格、用量、應(yīng)用范圍等如表1 所示。

表1 主要材料及配比表

2.2 配制及固化方法

（1）將環(huán)氧樹脂放進(jìn)鐵（或鋁）坩鍋內(nèi)加溫至60～80℃，并不斷攪拌。（2）加入磷苯二甲酸二丁脂，并攪拌均勻。（3）加入干燥的相應(yīng)的填充劑，并攪拌均勻。（4）待溫度降至35℃以下時(shí)，加入乙二胺，緩慢攪拌均勻后即可進(jìn)行澆注。固定方法：常溫下固化16～20h或在60～80℃的烘箱內(nèi)保溫2h 后自然冷卻。

2.3 配制及澆注過(guò)程的控制要點(diǎn)

（1）嚴(yán)格按照配比要求進(jìn)行配制，特別是增塑劑、固化劑的比例。若增塑劑放得過(guò)多會(huì)使材料變軟；固化劑過(guò)多會(huì)使材料變脆，影響?zhàn)そY(jié)強(qiáng)度。（2）加入固化劑時(shí)要嚴(yán)格控制鉗鍋內(nèi)的溫度，切忌過(guò)高，攪拌慢速、均勻，以免環(huán)氧樹脂混合物凝固速度過(guò)快。（3）配制好的環(huán)氧樹脂混合物的流動(dòng)性會(huì)隨著時(shí)間的推移而下降，為不影響?zhàn)そY(jié)質(zhì)量及方便澆注，使用時(shí)長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)10min。（4）為保證黏結(jié)強(qiáng)度，被黏工件接合面應(yīng)盡量粗糙，在黏結(jié)前應(yīng)進(jìn)行徹底的除銹、去油處理。（5）對(duì)于分布密集的型腔或型腔形狀狹窄迂回的結(jié)構(gòu)，要先將工件加熱至100～120℃，以提高環(huán)氧樹脂的流動(dòng)性，使型腔充滿。

3 環(huán)氧樹脂的澆注形式及工藝

電機(jī)沖片模具結(jié)構(gòu)具有多樣性，因此采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行澆注時(shí)應(yīng)根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的模具及模具不同部位的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的型腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行澆注，以保證澆注的工藝性及模具黏結(jié)的可靠性。

3.1 凸凹模固定板的澆注

（1）型腔結(jié)構(gòu)形式：①在制造固定板型孔時(shí)可適當(dāng)開幾個(gè)豎槽，以增加黏結(jié)強(qiáng)度，如圖1 所示。②較大的圓形腔孔可開垂直軸線的環(huán)形槽，如圖2 所示。③圓形腔孔也可以制作成喇叭狀，但樹脂澆注口處要適當(dāng)擴(kuò)大性便于操作，如圖3 所示。④當(dāng)沖裁2～3mm 厚的鋼板時(shí)，為減少凸模因承受較大脫料而被拉出的危險(xiǎn)，可將凸模設(shè)計(jì)成帶臺(tái)階，如圖4 所示。

圖1 固定板型孔豎槽結(jié)構(gòu)

圖2 圓形腔孔環(huán)形槽結(jié)構(gòu)

圖3 圓形腔孔喇叭狀結(jié)構(gòu)

圖4 厚板凸模帶臺(tái)階結(jié)構(gòu)

（2）澆注方法：①先將凸模刃口部分的10mm 鍍上一層銅或鋅，以可被輕輕敲入凹模對(duì)應(yīng)的孔內(nèi)為宜，以保證間隙均勻，然后校正凸模插入凹模后垂直度，并控制各凸模露出凹模表面的高度一致，準(zhǔn)備好足夠的等高墊塊，澆注前把固定板放在平板上?？墒孪仍谄桨逋可弦粚颖↑S油以利脫模，然后把凹模倒置，將凸模插入固定板的型孔后便可開始澆注，如圖5 所示。②對(duì)于扇形片沖模，由于沖槽處于封閉型腔內(nèi)，樹脂需要經(jīng)過(guò)底部自下而且上灌入型孔，因此需要多開幾個(gè)澆口，并在底部加工出幾條約10mm 寬、5mm 深的平底槽與凸模型腔孔串通，各型孔之間用兩格約4×3mm 的槽將其串通，以利于樹脂能暢通進(jìn)入型孔，如圖6 所示。

圖5 一般沖模澆注

圖6 扇形片沖模澆注

3.2 脫料板型腔澆注

（1）型腔結(jié)構(gòu)形式：澆注脫料板型腔一般采用凹模型腔定位較為方便，將凸模插入凹模型腔內(nèi)，校正好凸模的垂直度，套上已開好大型孔的脫料板便可澆注，待樹脂固化后取出凸模即可，如圖7 所示。

圖7 脫料板型腔結(jié)構(gòu)

（2）澆注方法：①按沖頭與脫料板型腔配合間隙的大小，以黃油作黏附劑，沿沖頭外緣包上錫箔，錫箔在沖頭上的長(zhǎng)度大于脫料板厚度5～10mm 即可。②在凹模表面涂上一層脫模劑，然后將沖頭插入凹模型腔內(nèi)，并校正其垂直度，把清潔好的脫料板套上便可進(jìn)行澆注。③待樹脂固化后，取出沖槽，去掉錫箔，再磨平脫料板表面便可得到理想的脫料板型腔。為了澆注方便及增加樹脂開腔的強(qiáng)度，可在固定板上下平面各加工一條環(huán)形的凹槽。

3.3 銷孔的澆注

對(duì)于凸凹模的銷釘孔，也常用鉸制孔、緊配合的方法，但銷孔常常因淬火變形而精度失真，且難以矯正，因此可用淬火前將孔擴(kuò)大、淬火后用環(huán)氧樹脂澆注的方案來(lái)解決。

3.4 固定導(dǎo)套的澆注

（1）先將導(dǎo)柱安裝在下模座上。（2）把導(dǎo)套套入導(dǎo)柱內(nèi)。（3）在下模座上放置適量等高塊。（4）套上上模座及導(dǎo)套黏結(jié)部位，校正位置精度后用支撐塊將導(dǎo)套支撐好，保證導(dǎo)套與上模座平面緊密貼合后即可進(jìn)行環(huán)氧樹脂澆注，如圖8 所示。

圖8 固定導(dǎo)套澆注

4 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐表明，使用環(huán)氧樹脂作為黏結(jié)劑應(yīng)用于電機(jī)沖片模具的制造，操作方便、生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠，被電機(jī)生產(chǎn)廠家廣泛應(yīng)用，是電機(jī)沖片模具優(yōu)選之黏結(jié)材料。隨著黏結(jié)新材料的不斷出現(xiàn)，也有如厭氧膠之類的材料逐漸應(yīng)用到電機(jī)沖片模具制造中，但環(huán)氧樹脂黏結(jié)仍具有廣泛的應(yīng)用前景，在舊模修復(fù)中更是如此。