冲裁技术是一种典型的分割工艺,其中使用的模具包括具有锐利刃口的凸模和凹模,这两者之间的距离相对较窄,这种加工方式具有以下显著特点:
凸模与凹模通常采用工具钢或合金工具钢制成,经过热处理后的硬度介于58至62HRC之间,其中凹模的硬度略高于凸模。
凸模与凹模的精度水平主要依赖于冲裁件的精度要求,通常其尺寸精度范围在IT6至IT9之间,而工作表面的粗糙度则介于Ra=1.6μm至Ra=0.4μm之间。
凸模和凹模的工作端装备有锐利的刃口,这些刃口保持平直状态(斜刃除外),在安装和固定过程中,各个部分必须满足相应的配合标准。
(4)凸、凹模装配后应保证均匀的最小合理间隙。
凸模的制造过程主要涉及外形处理,而凹模的制造则侧重于孔(系)的加工。在凹模型孔的制造及直通式凸模的加工中,线切割技术被广泛采用。
凸模与凹模的制造工艺,依据各自的设计和计算方法的不同,通常分为独立加工与协同加工两种方式,具体的特点和适用的领域详见表7.2.1。
凸模与凹模的加工技术主要依据其形状与结构特性,同时考虑企业的具体生产状况,以确定最适宜的加工途径,具体常用的加工方式详见表7.2.2和7.2.3。
注:表中加工方法应根据工厂设备情况和模具要求具体选用。
凸、凹模加工的典型工艺路线主要有以下几种形式:
下料工序后,需进行锻造,接着是退火处理,随后对毛坯进行外形加工,这包括粗加工、精加工以及基面磨削。完成这些步骤后,再进行划线,接着是刃口轮廓的粗加工和精加工。之后,对螺孔和销孔进行加工,再进行淬火与回火处理。最后,进行研磨或抛光。这一工艺流程对钳工的工作量较大,且技术要求较高,适合用于形状较为简单且热处理变形较小的零件。
下料工序完成后,进入锻造阶段,紧接着进行退火处理,随后对毛坯进行外形加工,这包括粗加工、精加工以及基面磨削。划线工序之后,进行刃口轮廓的粗加工,再对螺孔和销孔进行加工。接下来是淬火与回火处理,最后采用成形磨削技术对刃口轮廓进行精加工,并进行研磨或抛光。这一完整的工艺流程能够有效消除热处理过程中产生的变形,从而降低对模具精度的影响,确保凸模和凹模的加工精度易于达到,适用于那些热处理变形较大的零件。
下料工序完成后,进入锻造阶段,紧接着进行退火处理。随后,对毛坯进行外形加工,并对螺孔、销孔、穿丝孔进行精加工。接下来是淬火与回火处理,然后对上下面及基准面进行磨削加工。之后,进行线切割加工,最后通过钳工修整完成。这一工艺流程特别适用于以线切割加工为核心技术的凸、凹模加工,尤其是那些形状复杂、热处理过程中容易产生较大变形的直通式凸模和凹模零件。
图2.1.2中展示的落料冲孔复合模的落料凹模,如图7.2.1所示,需确定其加工工艺流程。
考虑到企业具备进行模具生产的常规要素,同时拥有电加工设施,图7.2.1中展示的落料凹模加工步骤详尽地列于表7.2.4中。
材料:T10A 热处理: 60~64HRC
图7.2.1 落料凹模
模具零件除了包括工作型面零件,还包括模座、导柱、导套、固定板、卸料板等其它部件,这些部件主要分为板类、轴类和套类等。相较于工作型面零件,其它模具零件的加工过程更为简便,具体加工特点可参考表7.2.5。
模具的组装需依据其结构特性及技术规范,遵循特定的组装步骤与技巧,将符合设计图纸技术标准的部件,经过精心加工,最终组装成符合使用标准的模具。在组装环节中,必须确保各配合部件的配合精度,同时还要确保部件间的位置精确度,尤其是对于存在相对运动的部件,更要确保其运动精度。模具装配作为实现冲模设计及冲压工艺目标的关键环节,位于模具制造流程的末端。其质量优劣直接关系到冲压制品的品质、模具的运行状况以及模具的使用年限。
1.模具装配特点
模具属单件生产。构成模具主体的部件中,部分在制造阶段是依据设计图纸上的尺寸和公差独立完成加工的,例如落料凹模、冲孔凸模、导柱与导套、模柄等,这些部件通常直接用于组装;而另一些部件在制造时仅部分尺寸可依照图纸加工,需要调整相应尺寸;还有一些部件在组装前需进行定制或整体加工,或者是在组装过程中通过调整来实现尺寸的匹配,图纸上的这些尺寸仅作为参考依据(例如模座的导套或导柱的固定孔,多凸模固定板上的凸模固定孔,以及需要连接并固定在一起的板件的螺栓孔、销钉孔等)。
模具装配适宜采用集中装配模式,装配过程中广泛运用修配及调整装配技术,以确保装配的精确度。这样,即便使用精度较低的零部件,也能实现较高的装配精度,进而减少对零件加工精度的要求。
2.装配技术要求
冲裁模装配后,应达到下述主要技术要求:
模架的精度需遵循国家相关标准,包括但不限于JB/T8050—1999《冲模模架技术条件》和JB/T8071—1995《冲模模架精度检查》的规定。同时,模具的闭合高度必须严格依照图纸上的具体要求执行。
(2)装配好的冲模,上模沿导柱上、下滑动应平稳、可靠。
凸模与凹模之间的空隙需严格按照设计图纸所提出的标准执行,并确保其分布均匀一致。同时,凸模或凹模的移动轨迹应满足技术规范中的具体要求。
(4)定位与挡料装置的相对布局必须严格遵照设计图纸上的标准。冲裁模具的导料板之间的间距必须精确符合图纸上的规定尺寸。
致;导料面需与凹模进料中心线保持平行;配备侧压功能的导料板,其侧压部分需具备顺畅滑动的能力。
工作可靠。
卸料与顶件装置的相对布局需满足设计规范,超量不得超过允许限度,作业面不得出现倾斜或偏向一侧,确保产品或废料能够迅速卸载并顺利推出。
紧固件的安装必须稳定可靠,在钢件连接时,螺栓的螺纹旋入长度应至少达到螺栓直径的长度,而在铸件连接时,则不应少于螺栓直径的1.5倍;销钉与各个零件的配合长度必须超过销钉直径的1.5倍;同时,螺栓和销钉的端面不得超出上、下模座等零件的表面。
(7)落料孔或出料槽应畅通无阻,保证制件或废料能自由排出。
标准件之间应具备互换性,同时,紧固螺钉与定位销钉与其相应孔洞的配合状态应当是正常且优良的。
模具在压力机上的安装尺寸必须满足所选用设备的标准;同时,起吊的零件必须确保安全与稳定。
模具需在制造过程中接受测试,生产出的部件必须满足既定的设计标准。
3.冲模装配的工艺要点
在模具装配作业开始之前,务必仔细研读模具设计图纸,依据其构造特征和技术规范,精心设计出恰当的装配计划。同时,对提交的零部件进行详尽的检查,确保它们不仅符合设计图纸的各项要求,还要满足装配过程中对各种零部件的具体需求。经确认无误后,方可按照既定步骤开展装配工作。在整个装配流程中,还需合理选用检测手段和测量器具。
冲模装配工艺要点是:
在进行装配作业时,首要任务是挑选基准零件。确定基准零件的标准是依据模具主要部件在加工过程中的相互依赖性。常用的装配基准零件包括凸模、凹模、凸凹模、导向板以及固定板等。
组件装配环节,涉及将多个零件依照既定技术规范,在总装之前组装成单一组件的过程。例如,模架的装配、凸模与凹模及固定板的结合,以及卸料与推件机构各部件的组装等。这些组件的组装需依据各自的功能特性进行,从而确保整个模具装配的精度得到有效保障。
总体装配阶段,这一步骤涉及将各个零件与组件融合,形成一个完整的模具。在开始总装之前,必须精心挑选基准件,并合理规划上下模具的装配次序。
在模具装配过程中,务必对凸模与凹模之间的间隙进行细致的调整与控制,确保其均匀一致。只有完成间隙的精确调整,才能进行螺钉和销钉的紧固操作。
调整模具间隙的技巧包括采用透光观察、精确测量、使用垫片、涂覆特殊涂层以及电镀铜层等多种手段。
模具装配完成后,需确保其装配精度达到规定标准,满足所有技术规范。同时,依照模具验收的技术标准,对模具各部件的功能进行检验。在真实的生产环境中进行试模,并根据试模结果对模具进行调整和修正。只有当试模通过后,模具的加工和装配工作才可视为基本完成。
4. 冲模装配顺序确定
为了便于模具的组装,在总装之前,必须科学地确定模具上、下部分的组装步骤,以免遇到难以调整的问题。模具的上、下部分组装顺序与模具的具体结构紧密相关。通常情况下,首先组装基准部件,然后依次组装其他部件,并确保间隙均匀。以下是不同结构模具的组装顺序说明:
无导向装置的冲模模具,其上、下模的相对位置在压力机上安装时进行调节,这一过程由压力机的导轨精度来确保。因此,在装配过程中,上、下模可以分别独立操作,它们之间基本没有关联。
此类模具装配过程较为简便,尤其是对于带有导柱的单工序模具。若模具的结构设计为凹模置于下模座,通常的操作顺序是:首先将凹模安装至下模,接着将凸模与凸模固定板组装,最后根据下模的配置来安装上模。具体的装配步骤和路线可参照图7.2.2。
连续模若配备导柱,其导柱导向型式多将凹模作为装配的基准部件(若凹模采用镶拼结构,则需先组装镶拼式凹模),随后将凹模放置于下模座之上,并将凸模与凸模固定板组装,接着以凹模为基准,调整好两者之间的间隙,然后将凸模固定板固定在上模座上,试冲合格后,再进行钻铰定位销孔的加工。
导套组件装配完成,接着进行模柄组件的装配,之后是模架的组装,然后分别装配下模和上模部分,最后进行试模导柱的装配。
图7.2.2 有导柱的单工序模装配路线
复合模具带有导柱设计,其结构设计紧密,模具零件的加工精度相当高,但模具的装配过程相对复杂,尤其是那些对内、外形的同轴度有严格要求的模具,装配难度更大。
复合模型为单工位模具类型。其组装流程及方式涉及首先在单一工位组装冲孔模具,随后以此冲孔模具作为基准,再进行落料模具的组装。根据这一原理,组装复合模具需遵循以下原则:
复合模装配需以凸凹模作为基准件进行。首先,将装有凸凹模的固定板通过螺栓和销钉安装在指定模座的指定位置;接着,依据凸凹模的内形进行装配和调整,确保冲孔凸模固定板与凹模之间的间隙均匀,并用螺栓进行固定;最后,以凸凹模的外形为基准,装配和调整落料凹模相对于凸凹模的位置,调整间隙,同样用螺栓固定。
在确认冲压操作无误的情况下,需将冲孔凸模固定板和落料凹模各自通过定位销进行固定,然后,将它们放置于同一模座上,并对其进行钻铰和配对处理。
钻、配铰销孔后,打入定位。
模具在按照图纸的技术规范完成加工和组装后,需在满足实际生产条件的环境中实施试冲压作业。这一过程有助于揭示模具设计及制造中存在的不足,识别出问题根源。随后,对模具进行必要的调整和维修,并再次进行试冲。如此循环,直至模具能够稳定运行,方可正式投入使用。
1.模具调试的目的
模具试冲、调整简称调试,调试的目的在于:
对模具进行质量评估,检查其生产的商品是否满足既定标准,进而判断该模具是否适合投入生产环节。
协助明确产品成型所需条件及制造流程。在模具经过试冲和调整,确保生产出符合标准的产品后,试冲阶段便能够掌握模具的运用性能,以及产品成型所需的条件、方式及规律,进而为产品大规模生产时的工艺流程制定提供有益的参考。
在冷冲模设计过程中,需协助确立成形零件的毛坯形态、规格以及材料选用规范。对于某些形状繁复或对精度有较高要求的冲压成形零件,往往难以在设计阶段精确推算出变形前毛坯的具体尺寸与形态。为确保毛坯的形状、尺寸及材料标准达到较高准确度,唯有通过多次试验冲压,方能最终确定。
在工艺和模具设计过程中,需协助确定若干关键尺寸。对于那些形状复杂且对精度有较高要求的冲压成形部件,工艺与模具设计环节中存在一些尺寸,如拉深模的凸模与凹模的圆角半径等,这些尺寸难以仅通过计算得出,必须通过实际试冲来精确确定。
调试过程中,我们能够发现并解决存在的问题,同时积累宝贵经验,这些都有助于显著提升模具的设计与制造水平。
平。
显而易见,模具的调试阶段极为关键,其必要性不容忽视。然而,在调试过程中,所需的时间和试冲次数应尽量减少。为此,模具的设计与制造必须确保高质量,力求实现一次调试即成功。同时,在调试阶段,对合格冲压件数的抽样通常应在20至1000件范围内。
2.冲裁模的调试
模具的调试过程,由于模具的种类和结构各有差异,所面临的问题也会有所区别,因此,调试的具体内容也会相应地发生变化。
化。
冲裁模调试要点:
对模具的闭合高度进行细致的调整。确保模具与冲压设备能够完美匹配,从而确保模具在闭合和开启时达到预期的尺寸要求。
度。
对导向机构的进行调整。导柱与导套之间的配合必须精确,以确保模具在运动过程中的平稳性和可靠性。
(3)凸、凹模刃口及间隙调试。刃口锋利,间隙要均匀。
(4)定位装置的调试。定位要准确、可靠。
对卸料及出件装置进行调试,确保其运行顺畅,避免出现任何堵塞情况。
冲裁模试冲时出现的问题和调整方法见表7.2.6。
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