職教論文—衝壓模具零件製造與裝配

（作者未知）

　　沖裁屬於分離工序，沖裁模凸、凹模帶有鋒利刃口，凸、凹模之間的間隙較小，其加工具有如下特點：　　（1）凸、凹模材質一般是工具鋼或合金工具鋼，熱處理後的硬度為58～62HRC，凹模比凸模稍硬一些；　　（2）凸、凹模精度主要根據沖裁件精度決定，一般尺寸精度在IT6～IT9，工作表面粗糙度在Ra=1.6～0.4μm；　　（3）凸、凹模工作端帶有鋒利刃口，刃口平直（斜刃除外），安裝固定部分要符合配合要求；　　（4）凸、凹模裝配後應保證均勻的最小合理間隙。　　（5）凸模的加工主要是外形加工，凹模的加工主要是孔（系）加工。凹模型孔加工和直通式凸模加工常用線切割方法。 　　凸模和凹模的加工方案根據其設計計算方案的不同，一般有分開加工和配合加工兩種，其加工特點和適用範圍見表7.2.1。 　　凸模和凹模的加工方法主要根據凸模和凹模的形狀和結構特點，並結合企業實際生產條件來決定，常用加工方法見表7.2.2、7.2.3。 　　註：表中加工方法應根據工廠設備情況和模具要求具體選用。　　凸、凹模加工的典型工藝路線主要有以下幾種形式：　　（1）下料→鍛造→退火→毛坯外形加工（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）→劃線→刃口輪廓粗加工→刃口輪廓精加工→螺孔、銷孔加工→淬火與回火→研磨或拋光。此工藝路線鉗工工作量大，技術要求高，適用於形狀簡單、熱處理變形小的零件。　　（2）下料→鍛造→退火→毛坯外形加工（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）→劃線→刃口輪廓粗加工→螺孔、銷孔加工→淬火與回火→採用成形磨削進行刃口輪廓精加工→研磨或拋光。此工藝路線能消除熱處理變形對模具精度的影響，使凸、凹模的加工精度容易保證，可用於熱處理變形大的零件。　　（3）下料→鍛造→退火→毛坯外形加工→螺孔、銷孔、穿絲孔加工→淬火與回火→磨削加工上下面及基準面→線切割加工→鉗工修整。此工藝路線主要用於以線切割加工為主要工藝的凸、凹模加工，尤其適用形狀複雜、熱處理變形大的直通式凸模、凹模零件。　　例7.2.1 圖2.1.2所示落料沖孔複合模的落料凹模如圖7.2.1所示，制定其加工工藝路線。　　基於企業具備模具生產的一般條件，並具有電加工設備。圖7.2.1所示落料凹模的加工工藝過程如表7.2.4 所示。 　　材料：T10A 熱處理： 60～64HRC 　　圖7.2.1 落料凹模　　模具零件除工作型面零件外，還有模座、導柱、導套、固定板、卸料板等其它模具零件，它們主要是板類零件、軸類零件和套類零件等。其它模具零件的加工相對於工作型面零件要容易些，其它模具零件加工特點如表7.2.5所示。 　　模具的裝配就是根據模具的結構特點和技術條件，以一定的裝配順序和方法，將符合圖紙技術要求的零件，經協調加工，組裝成滿足使用要求的模具。在裝配過程中，既要保證配合零件的配合精度，又要保證零件之間的位置精度，對於具有相對運動的零（部）件，還必須保證它們之間的運動精度。因此，模具裝配是最後實現沖模設計和衝壓工藝意圖的過程，是模具製造過程中的關鍵工序。模具裝配的質量直接影響製件的衝壓質量、模具的使用和模具壽命。　　 1．模具裝配特點 　　模具屬單件生產。組成模具實體的零件，有些在製造過程中是按照圖紙標註的尺寸和公差獨立地進行加工的（如落料凹模、沖孔凸模、導柱和導套、模柄等），這類零件一般都是直接進入裝配；有些在製造過程中只有部分尺寸可以按照圖紙標註尺寸進行加工，需協調相關尺寸；有的在進入裝配前需採用配製或合體加工，有的需在裝配過程中通過配製取得協調，圖紙上標註的這部分尺寸只作為參考（如模座的導套或導柱固裝孔，多凸模固定板上的凸模固裝孔，需連接固定在一起的板件螺栓孔、銷釘孔等）。　　因此，模具裝配適合於採用集中裝配，在裝配工藝上多採用修配法和調整裝配法來保證裝配精度。從而實現能用精度不高的組成零件，達到較高的裝配精度，降低零件加工要求。　　 2．裝配技術要求 　　沖裁模裝配後，應達到下述主要技術要求：　　（1）模架精度應符合國家標準（JB/T8050—1999《沖模模架技術條件》、JB/T8071—1995《沖模模架精度檢查》）規定。模具的閉合高度應符合圖紙的規定要求。　　（2）裝配好的沖模，上模沿導柱上、下滑動應平穩、可靠。　　（3）凸、凹模間的間隙應符合圖紙規定的要求，分布均勻。凸模或凹模的工作行程符合技術條件的規定。　　（4）定位和擋料裝置的相對位置應符合圖紙要求。沖裁模導料板間距離需與圖紙規定一　　致；導料面應與凹模進料方向的中心線平行；帶側壓裝置的導料板，其側壓板應滑動靈活，　　工作可靠。　　（5）卸料和頂件裝置的相對位置應符合設計要求，超高量在許用規定範圍內，工作面不允許有傾斜或單邊偏擺，以保證製件或廢料能及時卸下和順利頂出。　　（6）緊固件裝配應可靠，螺栓螺紋旋入長度在鋼件連接時應不小於螺栓的直徑，鑄件連接時應不小於1.5倍螺栓直徑；銷釘與每個零件的配合長度應大於1.5倍銷釘直徑；螺栓和銷釘的端面不應露出上、下模座等零件的表面。　　（7）落料孔或出料槽應暢通無阻，保證製件或廢料能自由排出。　　（8）標準件應能互換。緊固螺釘和定位銷釘與其孔的配合應正常、良好。　　（9）模具在壓力機上的安裝尺寸需符合選用設備的要求；起吊零件應安全可靠。　　（10）模具應在生產的條件下進行試驗，衝出的製件應符合設計要求。　　 3．沖模裝配的工藝要點 　　在模具裝配之前，要認真研究模具圖紙，根據其結構特點和技術條件，制定合理的裝配方案，並對提交的零件進行檢查，除了必須符合設計圖紙要求外，還應滿足裝配工序對各類零件提出的要求，檢查無誤方可按規定步驟進行裝配。裝配過程中，要合理選擇檢測方法及測量工具。　　沖模裝配工藝要點是：　　（1）選擇裝配基準件。裝配時，先要選擇基準件。選擇基準件的原則是按照模具主要零件加工時的依賴關係來確定。可以作為裝配基準件的主要有凸模、凹模、凸凹模、導向板及固定板等。　　（2）組件裝配。組件裝配是指模具在總裝前，將兩個以上的零件按照規定的技術要求連接成一個組件的裝配工作。如模架的組裝，凸模和凹模與固定板的組裝，卸料與推件機構各零件的組裝等。這些組件，應按照各零件所具有的功能進行組裝，這將會對整副模具的裝配精度起到一定的保證作用。　　（3）總體裝配。總裝是將零件和組件結合成一副完整的模具過程。在總裝前，應選好裝配的基準件和安排好上、下模的裝配順序。　　（4）調整凸、凹模間隙。在裝配模具時，必須嚴格控制及調整凸、凹模間隙的均勻性。間隙調整後，才能緊固螺釘及銷釘。　　調整凸、凹模間隙的方法主要有透光法、測量法、墊片法、塗層法、鍍銅法等。　　（5）檢驗、調試。模具裝配完畢後。必須保證裝配精度，滿足規定的各項技術要求，並要按照模具驗收技術條件，檢驗模具各部分的功能。在實際生產條件下進行試模，並按試模生產製件情況調整、修正模具，當試模合格後，模具加工、裝配才算基本完成。 　　 4． 沖模裝配順序確定 　　為了便於對模，總裝前應合理確定上、下模的裝配順序，以防出現不便調整的情況。上、下模的裝配順序與模具的結構有關。一般先裝基準件，再裝其它件並調整間隙均勻。不同結構的模具裝配順序說明如下：　　（1）無導向裝置的沖模這類模具的上、下模，其間的相對位置是在壓力機上安裝時調整的，工作過程中由壓力機的導軌精度保證，因此裝配時，上、下模可以獨立進行，彼此基本無關。　　（2）有導柱的單工序模這類模具裝配相對簡單。如果模具結構是凹模安裝在下模座上，則一般先將凹模安裝在下模上，再將凸模與凸模固定板裝在一起，然後依據下模配裝上模。其裝配路線如圖7.2.2所示。　　（3）有導柱的連續模通常導柱導向的連續模都以凹模作裝配基準件（如果凹模是鑲拼式結構，應先組裝鑲拼式凹模），先將凹模裝配在下模座上，凸模與凸模固定板裝在一起，再以凹模為基準，調整好間隙，將凸模固定板安裝在上模座上，經試沖合格後，鑽鉸定位銷孔。　　 導套裝配→模柄裝配↘模架→裝配下模部分→裝配上模部分→試模導柱裝配↗　　圖7.2.2 有導柱的單工序模裝配路線　　（4）有導柱的複合模 複合模結構緊湊，模具零件加工精度較高，模具裝配的難度較大，特別是裝配對內、外形有同軸度要求的模具，更是如此。　　複合模屬於單工位模具。複合模的裝配程序和裝配方法相當於在同一工位上先裝配沖孔模，然後以沖孔模為基準，再裝配落料模。基於此原理，裝配複合模應遵循如下原則：　　 ① 複合模裝配應以凸凹模作裝配基準件。先將裝有凸凹模的固定板用螺栓和銷釘安裝、固定在指定模座的相應位置上；再按凸凹模的內形裝配、調整沖孔凸模固定板的相對位置，使沖孔凸、凹模間的間隙趨於均勻，用螺栓固定；然後再以凸凹模的外形為基準，裝配、調整落料凹模相對凸凹模的位置，調整間隙，用螺栓固定。　　 ② 試沖無誤後，將沖孔凸模固定板和落料凹模分別用定位銷，在同一模座經鑽鉸和配　　鑽、配鉸銷孔後，打入定位。 　　 　　模具按圖紙技術要求加工與裝配後，必須在符合實際生產條件的環境中進行試衝壓生產，通過試沖可以發現模具設計與製造的缺陷，找出產生原因，對模具進行適當的調整和修理後再進行試沖，直到模具能正常工作，才能將模具正式交付生產使用。　　 1．模具調試的目的 　　模具試沖、調整簡稱調試，調試的目的在於：　　（1）鑒定模具的質量。驗證該模具生產的產品質量是否符合要求，確定該模具能否交付生產使用。　　（2）幫助確定產品的成形條件和工藝規程。模具通過試沖與調整，生產出合格產品後，可以在試衝過程中，掌握和了解模具使用性能，產品成形條件、方法和規律，從而對產品批量生產時的工藝規程制定提供幫助。　　（3）幫助確定成形零件毛坯形狀、尺寸及用料標準。在冷沖模設計中，有些形狀複雜或精度要求較高的衝壓成形零件，很難在設計時，精確地計算出變形前毛坯的尺寸和形狀。為了要得到較準確的毛坯形狀、尺寸及用料標準，只有通過反覆試沖才能確定。　　（4）幫助確定工藝和模具設計中的某些尺寸。對於形狀複雜或精度要求較高的衝壓成形零件，在工藝和模具設計中，有個別難以用計算方法確定的尺寸，如拉深模的凸、凹模圓角半徑等，必須經過試沖，才能準確確定。　　（5）通過調試，發現問題，解決問題，積累經驗，有助於進一步提高模具設計和製造水　　平。　　由此可見，模具調試過程十分重要，是必不可少的。但調試的時間和試沖次數應儘可能少，這就要求模具設計與製造質量過硬，最好一次調試成功。在調試過程中，合格衝壓件數的取樣一般應在20～1000件之間。 　　 2．沖裁模的調試 　　模具調試，因模具類型不同、結構不同，可能出現的問題也不同，調試的內容也隨之變　　化。　　沖裁模調試要點：　　（1）模具閉合高度調試。模具應與衝壓設備配合好，保證模具應有的閉合高度和開啟高　　度。　　（2）導向機構的調試。導柱、導套要有好的配合精度，保證模具運動平穩、可靠。　　（3）凸、凹模刃口及間隙調試。刃口鋒利，間隙要均勻。　　（4）定位裝置的調試。定位要準確、可靠。　　（5）卸料及出件裝置的調試。卸料及出件要通暢，不能出現卡住現象。　　沖裁模試沖時出現的問題和調整方法見表7.2.6。