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级进模多工序冲模装配

时间:2022-08-26 百科知识 版权反馈
【摘要】:一般情况下,弯曲模的导套、导柱的配合要求可略低于冲裁模,但凸模与凹模工作部分的粗糙度要求比冲裁模要高,以提高模具寿命和制件的表面质量。冲裁模所冲出的制件尺寸容易控制,如果模具制造正确,冲出的制件一般是合格的。掌握冲模技术验收条件,冲模技术验收条件是模具质量标准及验收依据。以图4.9所示冲裁模为例,说明冲裁模的装配方法。

求出冲裁间隙的尺寸及偏差为0.10mm,能满足

Z min= 0.10mm,Z max= 0.14mm。

(4)装配方法及其应用范围

1)互换装配法

根据待装零件能够达到的互换程度,互换装配法可分为完全互换法和不完全互换法。

2)完全互换法

完全互换法是指装配时,各配合零件不经过选择、修理和调整即可达到装配精度要求的装配方法。该方法的优点是:装配工作简单,质量稳定,易于流水作业,效率高,对装配工人技术水平要求低,模具维修方便,只适用于大批、大量和尺寸链较短的模具零件的装配工作。

①在装配时各配合零件不经修理、选择和调整即可达到装配的精度要求。

②特点:装配简单,对工人技术要求不高,装配质量稳定,易于流水作业,生产率高,产品维修方便;但其零件加工困难。

3)不完全互换法

不完全互换法是指装配时,各配合零件的制造公差有一部分不能达到完全互换装配的要求。这种方法解决了前述方法计算出来的零件尺寸公差偏高、制造困难的问题,使模具零件的加工变得容易和经济。按T=确定装配尺寸链中各组成零件的尺寸公差,可使尺寸链中各组成环的公差增大,使产品加工容易和经济,但仍会有0.27%的零件不合格。

4)分组装配法

分组装配法是将模具各配合零件按实际测量尺寸进行分组,在装配时按组进行互换装配,使其达到装配精度的方法。先将零件的制造公差扩大数倍,按经济精度进行加工,然后将加工出来的零件按扩大前的公差大小分组进行装配。不宜用于组成环较多的装配尺寸链,一般n<4,如图4.3所示。

图4.3 活塞、连杆组装图

1—活塞;2—活塞销;3—连杆

图4.4 热固性塑料压模

1—上型芯;2—导柱;3—上固定板;4—凹模;5—下型芯;6—下固定板;7—模板;8—型芯;9—销;10—工具;11—型芯;12—销;13—上模板

5)修配装配法

在装配时修去指定零件上的预留修配量以达到装配精度的方法,称为修配法。

①指定零件修配法。指定零件修配法是在装配尺寸链的组成环中,指定一个容易修配的零件为修配件(修配环),并预留一定的加工余量,装配时对该零件根据实测尺寸进行修磨,达到装配精度要求的方法,如图4.4所示。

②合并加工修配法。是将两个或两个以上的配合零件装配后,再进行机械加工使其达到装配要求的方法,如图4.5所示。

6)自身加工修配法

用产品自身所具有的加工能力对修配进行加工,达到装配精度的方法,称为自身加工修配法,如图4.6所示。

图4.5 磨凸模和固定板的上平面

图4.6 自身加工修配法

1—花盘;2—车刀

7)调整装配法

调整装配法是用改变模具中可调整零件的相对位置或选用合适的调整零件,以达到装配精度的方法。可分为以下两种:

①可动调整法:是在装配时用改变调整件的位置来达到装配精度的方法。如图4.7所示,用螺钉调整塑料注射模具自动脱螺纹装置滚动轴承的间隙。转动调整螺钉,可使轴承外环作轴向移动,使轴承外环、滚珠及内环之间保持适当的配合间隙。此方法不用拆卸零件,操作方便,应用广泛。

图4.7 可动调整法

1—调整套筒;2—定位螺钉

②固定调整法:是在装配过程中选用合适的调整件,达到装配精度的方法。塑料注射模具滑块型芯水平位置的调整,如图4.8所示。可通过更换调整垫的厚度达到装配精度的要求,调整垫可制造成不同厚度,装配时根据预装配时对间隙的测量结果,选择一个适当厚度的调整垫进行装配,达到所要求的型芯位置。

(5)弯曲模和拉深模的装配特点

1)弯曲模

弯曲模的作用是使坯料在塑性变形范围内进行弯曲,由弯曲后材料产生的永久变形,获得所要求的形状。一般情况下,弯曲模的导套、导柱的配合要求可略低于冲裁模,但凸模与凹模工作部分的粗糙度要求比冲裁模要高(R a<0.63μm),以提高模具寿命和制件的表面质量。在制造模具时,常要按试模时的回弹值修正凸模(或凹模)的形状。为了便于修整,弯曲模的凸模和凹模多在试模合格以后才进行热处理。

2)拉深模

拉深工艺是使金属板料(或空心坯料)在模具作用下产生塑性变形,变成开口的空心制件。同冲裁模相比,拉深模具有以下特点:

图4.8 固定调整法

1—调整垫;2—滑块型芯;3—定模板

冲裁模凸模、凹模的工作端部有锋利的刃口,而拉深模凸模、凹模的工作端部则要求有光滑的困角。通常拉深模工作零件的表面粗糙度(一般R a= 0.32~0.04μm)要求比冲裁模要高。冲裁模所冲出的制件尺寸容易控制,如果模具制造正确,冲出的制件一般是合格的。而拉深模即使组成零件制造很精确,装配得也很好,但由于材料弹性变形的影响,拉深出的制件不一定合格。因此,在模具试冲后常常要对模具进行修整加工。

拉深模试冲的目的有两个:通过试冲发现模具存在的缺陷,找出原因并进行调整、修正。最后确定制件拉深前的毛坯尺寸。为此,应先按原来的工艺设计方案制作一个毛坯进行试冲,并测量出试冲件的尺寸偏差,根据偏差值确定是否对毛坯进行修改。如果试冲件不能满足原来的设计要求,应对毛坯进行适当修改,再进行试冲,直至压出的试件符合要求。

任务1 冲压模的装配

【活动场景】

在模具加工车间或产品加工车间的现场教学,或用多媒体展示模具的使用与生产。

【任务要求】

理解冲压模具的装配工艺过程;理解简单应用冲压模具零件的组件装配方法和工艺规范及过程;凸模、凹模间隙的控制方法;综合应用冲压模具的装配为案例,分析装配方法和步骤;掌握冲压模具零件的组件装配方法和工艺规范及过程;分析和掌握冲压模具的装配工艺规范和装配流程。

【知识准备】

(1)模具装配基本要求

冲模的装配是冲模制造中的关键工序。冲模装配质量直接影响制件的质量、冲模的技术状态和使用寿命。

1)冲模外观和安装尺寸要求

①冲模外露部分锐角应倒钝,安装面应光滑平整,螺钉、销钉头部不能高出安装基面,并无明显毛刺及击伤痕迹。

②模具的闭合高度、安装于压力机上的各配合部位尺寸,应符合选用的设备规格。

③装配后冲模应刻有模具编号和产品零件图号。大、中型冲模,应设有起吊孔。

2)冲模总体装配精度要求

①冲模各零件的材料、几何形状、尺寸、精度、表面粗糙度和热处理硬度等均应符合图纸要求。各零件的工作表面不容许有裂纹和机械损伤。

②冲模装配后,必须保证各零件间的相对位置精度。如模板之间的平行度等。

③模具的所有活动部位,应保证位置准确、配合间隙适当、动作可靠、运动平稳。

④模具的紧固零件,应牢固可靠,不得出现松动和脱落。

⑤所选用的模架等级应满足制件所需的技术要求。

⑥模具在装配后,上模座沿导柱上、下移动时,应平稳无滞涩现象,导柱与导套的配合精度应符合规定标准要求,且间隙均匀。

⑦模柄的圆柱部分应与上模座上平面垂直,其垂直度在全长范围内应不大于0.05mm。

⑧所有的凸模应垂直于固定板安装基准面。

⑨装配后的凸模与凹模间隙应均匀。并符合图样上的要求。

⑩坯料在冲压时,定位要准确、可靠、安全。

装配后的冲模,应符合装配图样上除上述要求外的其他技术要求。

冲模装配的基本特点是配作,现在也有少量互换性制造。

3)模具装配的工艺过程、装配要点及装配顺序选择

①装配前的准备工作。熟悉装配工艺规程,装配前,熟读装配工艺文件,了解所要装配模具的全过程。读懂研究总装配图,装配图是冲模总装配的主要依据。模具结构在很大程度上决定了模具的装配程序和方法。清理检查零件,根据总装配图上的零件的明细表,来清点和清洗零件。检查工作零件的尺寸和形位公差,查明各配合面的间隙、加工余量等。掌握冲模技术验收条件,冲模技术验收条件是模具质量标准及验收依据。

②组件装配。

③总装配。

④检验和调试。

冷冲模装配的主要要求是保证冲模间隙的均匀性;保证导向零件导向良好,卸料装置和顶出装置工作灵活有效;保证排料孔畅通无阻,冲压件或废料不卡在模具内;保证其他零件的相对位置精度等。以图4.9所示冲裁模为例,说明冲裁模的装配方法。

(2)冲裁模装配的技术要求

①装配好的冲模,其闭合高度应符合设计要求。

②模柄装入上模座后,其轴心线对上模座上平面的垂直度误差,在全长范围内不大于0.05mm。

③导柱和导套装配后其轴心线应分别垂直度于下模座的底平面和上模座的上平面。

④上模座的上平面应和下模座的底平面平行。

⑤装入模架的每对导柱和导套的配合间隙值应符合规定要求。

⑥装配好的模架,其上模座沿导柱上、下移动应平稳,无阻滞现象。

⑦装配后的导柱,其固定端面与下模座下平面应保留1~2mm距离,选用B型导套时,装配后其固定端面低于上模座上平面1~2mm。

⑧凸模和凹模的配合间隙应符合设计要求,沿整个刃口轮廓应均匀一致。

⑨定位装置要保证定位正确可靠。

⑩卸料及顶件装置灵活、出料孔畅通无阻,保证制件及废料不卡在冲模内。

图4.9为冲裁模装配图。

图4.9冲裁模

1—下模座;2—凹模;3—定位板;4—弹压卸料板;5—弹簧;6—上模座;7,18—固定板;
8—垫板;9,5,19—销钉;10—凸模;12—模柄;13,17—螺钉;14—卸料螺钉;15—导套;16—导柱

(3)模架的装配

1)模柄的装配

图4.10所示的冲裁模采用压入式模柄。模柄与上模座的配合为H7/m6。

图4.10 模柄的装配和磨平

1—模柄;2—上模座;3—等高垫铁;4—骑缝销

2)导柱和导套的装配

图4.11所示冲模的导柱、导套与上、下模座均采用压入式连接。导柱、导套与模座的配合分别为H7/r6和R7r6。压入时,要注意校正导柱对模座底面的垂直度。导柱装配后的垂直度误差采用比较测量进行检验,将装配好导柱和导套的模座组合在一起,按要求检测被测表面,如图4.12所示。

图4.11 导柱、导套的装配

1—帽形垫块;2—导套;3—上模座;4—下模座

图4.12 模架平行度的检查

3)凹模和凸模的装配

凹模与固定板的配合常采用H7/n6或H7/m6。凸模与固定板的配合常采用H7/n6或H7/m6。

(4)凸模的装配

如图4.13所示。在平面磨床上将凸模的上端面和固定板一起磨平,如图4.14所示。固定端带台肩的凸模如图4.15所示。

图4.13 凸模装配

1—凸模;2—固定板;3—等高垫块

图4.14 磨支撑面

图4.15 带凸肩的凸模装配

(5)低熔点合金和黏结技术的应用

1)低熔点合金固定法

浇注时,以凹模的型孔作定位基准安装凸模,用螺钉和平行夹头将凸模、凹模固定板和托板固定,如图4.16所示。

图4.16 浇注低熔点合金

1—平行夹头;2—托板;3—螺钉;4—凸模固定板;5—等高垫铁;6—凹模;7—凸模;8—平板

2)环氧树脂固定法

①结构形式,如图4.17所示是用环氧树脂黏结法固定凸模的几种结构形式。

图4.17 用环氧树脂黏结法固定凸模的形式

1—凸模固定板;2—环氧树脂;3—凸模

②环氧树脂黏结剂的主要成分:环氧树脂、增塑剂、硬化剂、稀释剂各种填料。

③浇注,如图4.18所示。

图4.18 用环氧树脂黏结剂浇注固定凸模

1—凹模;2—垫块;3—凸模;4—固定板;5—环氧树脂;6—平台;7—垫片

图4.19 用垫片法调整凸模、凹模配合间隙

1—垫片;2—凸模;3—等高垫铁;4—凹模

3)无机黏结法

与环氧树脂黏结法相类似,但采用氢氧化铝的磷酸溶液与氧化铜粉末混合作为黏结剂。无机黏结工艺:清洗—安装定位—调黏结剂—黏结剂固定。特点:操作简便,黏结部位耐高温、抗剪强度高,但抗冲击的能力差、不耐酸、碱腐蚀。

(6)总装

冲模在使用时下模座部分被压紧在压力机的工作台上,是模具的固定部分。上模座部分通过模柄和压力机的滑块连为一体是模具的活动部分。模具工作时安装在活动部分和固定部分上的模具工作零件,必须保持正确的相对位置,能使模具获得正常的工作状态。装配模具时为了方便地将上、下两部分的工作零件调整到正确位置,使凸模、凹模具有均匀的冲裁间隙,应正确安排上、下模的装配顺序。否则,在装配中可能出现困难,甚至出现无法装配的情况。上、下模的装配顺序应根据模具的结构来决定。对于无导柱的模具,凸模、凹模的配合间隙是在模具安装到压力机上时才进行调整,上、下模的装配先后对装配过程不会产生影响,可以分别进行。装配有模架的模具时,一般总是先将模架装配好,再进行模具工作零件和其他结构零件的装配。是先装配上模部分还是下模部分,应根据上模和下模上所安装的模具零件,在装配和调整过程中所受限制的情况来决定。如果上模部分的模具零件在装配和调整时所受的限制最大,应先装上模部分,并以它为基准调整下模上的模具零件,保证凸模、凹模配合间隙均匀。反之,则先装模具的固定部分,并以它为基准调整模具活动部分的零件。

(7)调整冲裁间隙的方法

在模具装配时,保证凸模、凹模之间的配合间隙均匀十分重要。凸模、凹模的配合间隙是否均匀,不仅影响冲模的使用寿命,而且对于保证冲件质量也十分重要。

1)测量法

这种方法是将凸模插入凹模型孔内,用塞尺检查凸模、凹模不同部位的配合间隙,根据检查结果调整凸模、凹模之间的相对位置,使两者在各部分的间隙一致。测量法只适用于凸模、凹模配合间隙(单边)在0.02mm以上的模具。

2)垫片法

这种方法是根据凸模、凹模配合间隙的大小,在凸模、凹模的配合间隙内垫入厚度均匀的纸条(易碎不可靠)或金属片,使凸模、凹模配合间隙均匀,如图4.19所示。

3)涂层法

在凸模上涂一层涂料(如磁漆或氨基醇酸绝缘漆等),其厚度等于凸模、凹模的配合间隙(单边),再将凸模插入凹模型孔,获得均匀的冲裁间隙,此方法简便,对于不能用垫片法(小间隙)进行调整的冲模很适用。

4)镀铜法

镀铜法和涂层法相似,在凸模的工作端镀一层厚度等于凸模、凹模单边配合间隙的铜层代替涂料层,使凸模、凹模获得均匀的配合间隙。镀层厚度用电流电镀时间来控制,厚度均匀,易保证模具冲裁间隙均匀。镀层在模具使用过程中可以自行剥落而在装配后不必去除。

(8)利用工艺定位器

如图4.20所示,图中d1与凸模滑配合,d2与凹模滑配合,d3与凸凹模的孔滑配合,并且尺寸d1,d2,d3都是在车床的一次装夹中完成,以保证三者之间的同轴度。

图4.20 工艺定位器调整间隙示意图

1—凸模;2—凹模;3—工艺定位器;4—凸凹模

(9)利用工艺尺寸

制造凸模时,将凸模的工作部分加长1~2mm,将加长部分的尺寸增加到正好与凹模滑配。装配时,凸模、凹模容易对中,保证二者配合间隙均匀。在装配完成后将凸模加长部分的工艺尺寸磨去。

(10)试模

冲模装配完成后,在生产条件下进行试冲,通过试冲可以发现模具的设计和制造缺陷,找出产生的原因,对模具进行适当的调整和修理后再进行试冲,直到模具能正常工作,冲出合格的制件,模具的装配过程即告结束。

对于连续模,由于在一次行程中有多个凸模同时工作,保证各凸模与其对应型孔都有均匀的冲裁间隙,是装配的关键所在。因此,应保证固定板与凹模上对应孔的位置尺寸一致,同时使连续模的导柱、导套比单工序导柱模有更好的导向精度。为了确保模具有良好的工作状态,卸料板与凸模固定板上的对应孔的位置尺寸也应保持一致。所以,在加工凹模、卸料板和凸模固定板时,必须严格保证孔的位置尺寸精度,否则将给装配造成困难,甚至无法装配。在可能的情况下,采用低熔点合金和黏结技术固定凸模,以降低固定板的加工要求。或将凹模作成镶拼结构,以使装配时调整方便。为了保证冲裁件的加工质量,在装配连续模时要特别注意保证送料长度和凸模间距(步距)之间的尺寸要求。

模具装配机主要由床身、上台板、工作台(下台板)及传动机构等组成。装配时,在上台板及工作台上可分别固定上、下模座,使其具有可以分别装配模具零件的功能。上台板上的滑块可根据上模座的大小确定位置,通过螺钉和压板将上模座固定在适当位置上。上台板通过左、右支架以及四根导柱与工作台和床身连接,通过相关机构可使上台板在360°范围内任意翻转、平置定位;沿导柱上、下升降,从而能调整模具的闭合高度以及对准上下模、合模、调整凸模、凹模配合间隙。有的模具装配机还设置有钻孔装置,可以在模具装配正确后直接在装配机上钻销钉孔。

(11)复合式冲裁模装配

复合模是指在压力机一次行程中,可以在冲裁模的同一个位置上完成冲孔和落料等多个工序。其结构特点主要表现在它必须具有一个外缘可作落料凹模,内孔可作冲孔凸模用的复合式凸凹模,它既是落料凹模又是冲孔凸模。根据落料凹模的位置不同,分正装复合模和倒装复合模。复合模的加工制造与装配要点如下:

1)复合模的装配要求

主要工作零件(凸模、凹模、凸凹模)和相关零件(如顶件器、推件板)必须保证加工精度;装配时,要保证凸模和凹模之间的间隙均匀一致;如果是依靠压力机滑块中横梁的打击来实现推件的,推杆机构推力合力的中心应与模柄中心重合。为保证推件机构工作可靠,推件机构的零件(如顶杆)工作中不得歪斜,以防止工件和废料推不出,导致小凸模折断;下模中设置的顶件机构应有足够的弹力,并保持工作平稳。

2)零件加工特点

在加工制造复合模零件时,若采用一般机械加工方法,可按下列顺序进行加工。首先加工冲孔凸模,并经热处理淬硬后,经修整后达到图样形状及尺寸精度要求。对凸凹模进行粗加工后,按图样划线、加工型孔。型孔加工后,用加工好的冲孔凸模压印锉修整成型。淬硬凸凹模,用外形压印锉修整凹模孔。加工退件器,退件器可按划线加工,也可与凸凹模一体加工,加工后切下一段即可作为退件器。冲孔凸模通过卸料器压印,加工凸模固定板型孔。

3)复合模的装配顺序

对于导柱复合模,一般先装上模,然后找正下模中凸凹模的位置,按照冲孔凸模型孔加工出排料孔。复合模装配分为配作装配法和直接装配法两种方法。使用配做法装配复合模的主要工艺过程如下:

①组件装配。模具总装配前,将主要零件如模架、模柄、凸模等进行组装。

②总装配。先装上模,然后以上模为基准装配下模。

③调整凸凹模间隙。

④安装其他辅助零件。安装调整卸料板、导料板、挡料销及卸料橡皮等辅助零件。

⑤检查。模具装配完毕后,应对模具各部分作一次全面检查。如模具的闭合高度、卸料板卸料状况、漏料孔及退件系统作用情况、各部位螺钉及销钉是否拧紧以及按图样检查有无漏装、错装的地方。然后可试切打样,进行检查、修正。

【任务实施】

冷冲模凸模、凹模间隙控制方法与装配实例,用低熔点合金浇注固定凸模,用无机黏结剂固定凸模,用环氧树脂固定凸模的5个模块。按照装配的相关要求,循序渐进地进行训练。冷冲模凸模、凹模间隙控制的具体操作方法如下:

(1)垫片法

1)初步固定凸模

一般凹模已装配完毕,将凸模固定板安放在上模座上,初步对准位置,用夹板夹紧,螺钉不要拧得太紧。

2)放垫片

在凹模刃口四周放垫片(紫铜片或厚纸片、薄块规),垫片厚度等于单边间隙值。

3)合模观察调整

将上模板的导套慢慢套进导柱,观察各凸模是否顺利进入凹模并与垫片接触,将等高垫铁垫好后,用敲击固定板方法,调整间隙直到均匀为止,然后拧紧上模板螺钉。

4)切纸试冲

由切纸观察间隙是否均匀,若不均匀,则拧松螺钉,继续调整,直到均匀为止。

5)固定凸模

钻铰上模板及固定板销孔,打入销钉。

(2)测量法

①将凸模、凹模分别用螺钉固定在上下模座的适当位置后(以凹模为基准件,则上模座螺钉不要拧紧),凸模合于凹模孔内。

②用塞尺(厚薄规)或模具间隙测量仪测量刃口四周间隙是否均匀,并根据测量结果进行调整(方法仍用敲击固定板法)。

③间隙调整均匀后,切纸试冲,检查装配是否正确,如不正确则继续调整。

④调整合适后,紧固上模。

(3)酸腐蚀法

加工凸模时,使凸模尺寸与凹模尺寸相同,装配后再用酸腐蚀,保证凸模、凹模间隙值符合要求。腐蚀后再用清水冲洗干净,酸液配方有两种:一种是硝酸20%+醋酸30%+水50%;另一种是蒸馏水55%+双氧水25%+草酸20%+硫酸(1%~2%),腐蚀时要控制时间,保证尺寸到位。

(4)透光法

①分别安装上模和下模,螺钉先不要紧固,销钉暂不装配。

②将垫块放在固定板和凹模之间垫起,并用夹钳夹紧。

③翻转合模后的上下模,并将模柄夹紧在平口钳上,如图4.21所示。

④用光源5照射,并在下模漏料孔中观察。根据透光情况来确定间隙大小和分布状况。当发现凸模与凹模之间所透光线在某一方向上偏多,则表明间隙在此方向上偏大,可用手锤敲击相应的侧面,使其凸模(上模)向偏大的方向移动,再反复透光观察,直到合适为止。

图4.21 透光法

1—固定板;2,4—等高垫铁;3—凹模;5—光源;6—凸模

图4.22 凸模涂漆法

1—凸模;2—盛漆器;3—垫板

(5)涂层法

在凸模上涂一层薄膜材料,涂层厚度等于单边间隙。涂层有以下3种:涂淡金水、涂拉夫桑薄膜、涂漆(原料为氨基醇酸绝缘漆或配灰过氯乙烯外用磁漆)。

凸模涂漆步骤(见图4.22):

①将凸模插入盛漆器内约15mm深度,刃口向下。浸后稍等片刻,取出凸模,用吸水纸擦拭端面,调头刃口向上,放于平台之上,让漆慢慢向下流,形成一定锥度。

②烘干:由室温升至100~120℃,保温0.5~1.5 h,随炉冷却后,即可装配。

③修刮:对于非圆形、椭圆形或极光滑成型面,在转角处漆膜较厚,烘干后应刮去。

注意事项:涂层厚度与漆黏度有关,涂前应按间隙值大小选用合适黏度的漆;涂层装配后不必去除,在试冲过程中会自行脱落;用低熔点合金浇注固定凸模,利用低熔点合金浇注固定凸模的几种结构形式如图4.23所示,可供在冲模制造时,根据具体情况,参考选用。

图4.23 低熔点合金浇注固定凸模结构形式(单位:mm)

表4.1 常用低熔点合金的配方、性能和适用范围

(6)配制合金

①将其打碎成5~25mm3的小碎块。

②按配比将各金属元素配好,并分开存放。

③用坩埚加热,依次按熔点高低先后加入铅、镉、锡等金属。每加入一种金属元素,都要用搅拌棒搅拌均匀。待金属全部熔化后,再加另一种金属。图4.24浇注低熔点合金固定凸模。

④所有金属全部熔化后,冷却至300℃,然后浇入槽钢或角钢做成的模型内,急冷成锭。

⑤使用时,按需要量的多少,将合金锭熔化。

(7)浇注

浇注的方法,如图4.24所示。

①按凸模、凹模间隙要求,在凸模6工作部分表面镀铜或均匀涂漆,使涂层厚度恰好为间隙值。

②将被浇注凸模的浇注部位及固定板与型孔清洗干净。

③将凸模6轻轻敲入凹模2型孔内(若间隙较大时,可用垫入垫片的方法来调整凸模、凹模间隙)并校正凸模6与凹模固定板1基准面垂直度。

④将已插入凸模6的凹模2倒置,把凸模固定端插入固定板型孔中,同时,在凹模2和固定板5之间垫上等高垫铁3,使凸模端面与平台平面贴合。

⑤安装定位后,将合金锭熔化,用料勺浇入凸模6与固定板5配合的间隙内。

⑥浇注后的合金经24 h后,用平面磨床将其底面磨平即可使用。

图4.24 浇注低熔点合金固定凸模

1—凸模;2—固定板;3—垫板;4—间隙垫片;5—垫铁;6—凹模

用无机黏结剂固定凸模,用粘连法固定凸模主要有无机黏结剂、环氧树脂及厌氧胶3种黏结剂。其中,环氧树脂、无机黏结剂可以自配,厌氧胶市场上可以直接购买。查询无机黏结剂的配方,见表4.2。

表4.2 无机黏结剂配方

(8)配制无机黏结剂

①将所需的氢氧化铝先与10mL磷酸置于烧杯内混合,搅拌均匀呈乳白色状态。

②再倒入20mL磷酸,加热并不断搅拌,加热至200~240℃使之呈淡茶色,冷却后即可使用,图4.25为无机黏结剂固定凸模。

③将氧化铜放在干净的铜板上,并缓慢地倒入上述调好的磷酸溶液,用竹签搅拌调成糊状,一般能拉出20mm长丝即可。

(9)粘连凸模

①利用丙酮或甲苯等化学试剂清洗被粘接表面,去除油污和锈斑。

②将冲模各有关零件,按装配要求安装定位,如图4.25所示摆放好。

③将调好的黏结剂,均匀涂于各粘接表面。粘接时,可将凸模上下移动,以排除气泡,最后确定固定位置粘接。

④粘接固化后,经钳工修整、清除多余的溢料,即可使用。用环氧树脂固定凸模,查询环氧树脂黏结剂配方,环氧树脂黏结剂配方见表4.3。

表4.3 环氧树脂黏结剂配方

(10)配制环氧树脂黏结剂

①称料。将配方中各种成分的原料按计算数量配比,用天平计量好。

②加热。将环氧树脂放在烧杯内加热到70~80℃。

③烘干铁粉。在环氧树脂加热的同时,将铁粉在烘箱内烘干。温度一般在200℃左右,排除铁粉内部的潮气。

④加填充剂。将烘干的铁粉加入加热后的环氧树脂内,并调制均匀。

⑤加增塑剂。在调制的环氧树脂内,加入邻苯二甲酸二丁酯,继续搅拌,使之均匀。图4.26为环氧树脂粘接固定凸模。

⑥加固化剂。当调制的环氧树脂降至40℃左右时,将无水乙二胺加入,并继续搅拌,待无气泡时,可以浇注使用。

(11)浇注粘接

①用丙酮清洗凸模及固定板型孔粘接部位,清除杂物及锈斑。

图4.26 环氧树脂粘接固定凸模

1—凸模;2—垫板;3—固定板;4—凹模

②把凸模插入凹模中,并调好间隙,使间隙均匀,同时保证凸模与凹模基准面的垂直度。

③用垫块将凸模与凹模组合垫起,并使凸模固定端伸入固定板相应型孔中,调好位置及间隙,如图4.26所示。

④将调好的环氧树脂用料勺均匀倒入凸模与凸模固定板的缝隙中,使其充满并分布均匀。或将凸模抬起一段距离,待环氧树脂全部填满后,再将其插入固定,如图4.26所示。

⑤浇注时应边浇注边校正凸模与固定板上下平面的垂直度。

⑥自然冷却固化24 h后,即可进行其他形式的加工或装配。

图4.27所示为冲孔、落料复合模,其装配工艺如下:

1)装配组件

组件可按下列步骤进行装配。

①组装模架。将导套20与导柱19压入上、下模座,导柱导套之间要滑动平稳,无阻滞现象,保证上、下模座之间的平行度要求。

②组装模柄。采用压入式装配,将模柄2压入上模座3中,再钻、铰骑缝销钉孔,压入圆柱销23,然后磨平模柄大端面。要求模柄与上下模座孔的配合为H7/m6,模柄的轴线必须与上模座的上平面垂直。

③组装凸模、凹模。凸模和凹模与固定板的装配方法,在复合冲裁模中最常见的是紧固件法和压入法。将凸模6压入凸模固定板7,保证凸模与固定板的垂直,并磨平凸模和凹模底面。然后放上凹模9,磨平凸模和凹模刃口面。

2)总装配

将上述组件安装完毕,经检查无误后,可按下列步骤进行总装配。

①装配上模。把凸模、凹模和推件装置装入上模座。翻转上模座,找出模柄孔中心,划出中心线和安装用的轮廓线。然后按照外轮廓线,放正凸模固定板7及落料凹模9,初步找正冲孔凸模和落料凹模之间的位置。夹紧上模部分,按照凹模螺孔配钻凸模固定板和上模座的螺钉过孔。之后装入垫板5和全部推件装置,用螺钉将上模部分连接起来,并检查推件装置的灵活性。

②装配下模。将凸模、凹模装入下模座;再将凸模、凹模18压入固定板17,保证凸模、凹模与固定板垂直,并磨平底面;将卸料板10套在凸模、凹模上,配钻固定板上的卸料弹簧安装孔;将装入固定板内的凸模、凹模放在下模座上,合上上模,根据上模找正凸模、凹模在模座上的位置。夹紧下模部分后移去上模,在下模座上划出排料孔线,并配钻安装螺钉13和卸料螺钉15的螺钉孔。加工下模座上的排料孔,比凹模的孔每边加大约1mm。用螺钉连接凸模、凹模固定板、垫板和下模座,并钻、铰销钉孔,打入销钉定位。

图4.27 冲孔、落料复合模

1—打杆;2—模柄;3—上模座;4,13—螺钉;5,16—垫板;6—凸模;
7,17—固定板;8—推件块;9—凹模;10—卸料板;11—弹簧;12,22,23,25—圆柱销;14—下模座;15—卸料螺钉;18—凸凹模;19—导柱;20—导套;21—连接推杆;24—推板

3)调整凸模、凹模间隙

采用切纸法调整冲裁模间隙的步骤如下:

①合拢上、下模,以凸模、凹模为基准,用切纸法精确找正冲孔凸模的位置。如果凸模与凸模、凹模的孔对得不正,可轻轻敲打凸模固定板,利用螺钉过孔的间隙进行调整,直至间隙均匀。然后钻、铰销钉孔,打入圆柱销25定位。

②用同样的方法精确找正落料凹模的位置,保证间隙均匀后,钻、铰销钉孔,打入圆柱销22定位。

③再次检查凸模、凹模间隙,如果因钻、铰销钉孔而引起间隙不均匀时,则应取出定位销,再次调整,直至间隙均匀为止。

④安装其他辅助零件。安装调整卸料板、导料销和挡料销等辅助零件。

⑤模具装配完毕后,应对模具各个部分作一次全面检查。如模具的闭合高度、卸料板上的导料销、挡料销与凹模上的避让孔是否有问题,模具零件有无错装、漏装,以及螺钉是否都已拧紧等。

图4.28 罩壳落料—拉深模装配图

任务2 落料———拉深模装配工艺规程

【活动场景】

在模具加工车间或产品加工车间的现场教学,或用多媒体展示模具的使用与生产。

【任务要求】

掌握落料—拉深模装配工艺及相关技术。

【知识准备】

(1)分析模具装配图,审查装配工艺性

本模具是罩壳零件毛坯的落料工序和首次拉深工序的复合模。由装配图可见模具结构合理,采用了标准后置式模架。工作零件的固定方式、定位方式、卸料方式等合理可行。便于装配,拆卸和维修,尺寸标准及技术要求齐全合理。

(2)划分组件,选择装配基准,确定装配顺序

①模架部分和以下组件必须在总装之前先行组装:模柄与上模座组件;凸凹模与凸凹模固定板组件;拉深凸模与凸模固定板组件。

②选择装配基准,复合模内、外形表面相对位置精度较高,对装配要求也高。由于先装拉深凸模对调整间隙比较方便,故应选抗深凸模为装配基准件。

③装配顺序,先进行模架和组件装配,然后进行总装。总装时应先装配基准件(拉深凸模)所在的下模部分,其次装凸凹模所在的上模部分并调整拉深模间隙,再次装落料凹模并调整落料模之间间隙,然后装其他零件,最后检验试冲。

(3)制订装配工艺规程

罩壳零件落料—拉深复合模装配工艺规程。

1)装配基准件、拉深凸模

2)模架装配

①选配导柱和导套,按照模架精度等级规定,选配导柱和导套使其配合间隙符合技术要求。本例模架按Ⅱ级精度,导套与导柱配合按H7/H6。

②压导柱,在压力机平台上将导柱置于下模座孔内,用百分表在两相互垂直方向检验和校正导柱与模座基本平面的垂直度,确保导柱的垂直度在100mm长度范围内≤0.01mm。

③装导套,将上模座反向放置在装有导柱的下模座上并套上导套,转动导套并用百分表检查内外表面同轴度误差,将误差最大方向调整到两导套中心连线的垂直方向,然后将导套压入一定长度后取走下模部分将导套全部压入。

④上模座与下模座对合,装配后导套沿导柱上下相对运动灵活,无滞住现象。

3)组件装配

①将压入式模柄装配于上模内并磨平下端面。

②将凸凹模装入凸凹模座内并磨平端面。

③将拉深凸模装入凸模固定板内并磨平下端面。

4)总装配

①安装固定拉深凸模组件,将拉深凸模组件与下垫板放在下模座中心,装入联结螺钉(4个)并拧紧。

②安装固定凸凹模组件,将凸凹模组件与上垫板用螺钉(4个)固定在上模座上,用垫片法调整拉深凸模与凸凹模之拉深凹模的间隙,调整到位后拧紧螺钉并配作两个销钉。

③安装落料凹模,将落料凹模装在拉深凸模固定板上,并套装入顶料圈,用垫片法调整落料凹模与凸凹模之落料部分的间隙,并复查拉深部分间隙,确认调整到位并达到装配要求时,拧紧螺钉和配作两个销钉。

④其他零件的装配,打入挡料销,安装固定卸料和导尺。安装顶料杆,上、下托板,顶料橡胶及螺杆。

任务3 级进模多工序冲模装配

【活动场景】

在模具加工车间或产品加工车间的现场教学,或用多媒体展示模具的使用与生产。

【任务要求】

掌握级进模多工序冲模装配工艺及相关技术。

【知识准备】

冲压级进模是在条料的送料方向上,具有两个以上的工位,并在压力机一次行程中,在不同的工位上完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。在一副模具内可以完成零件的冲裁、翻边、弯曲、拉深、成型等工艺。

(1)冲压工序顺序安排的原则

①对于纯冲裁级进模,原则上先冲孔,随后再冲切外形余料,最后再从条料上冲下完整的工件。应保持条料载体的足够强度,能在冲压时准确无误送进。

②对于冲裁弯曲级进模,应先冲切掉孔和弯曲部分的外形余料,再进行弯曲,最后再冲靠近弯边的孔和侧面有孔位精度要求的侧壁孔,最后分离冲下零件。

③对于冲裁拉深级进模,先安排切口工序,再进行拉深,最后从条料上冲下工件。

④对于带有拉深、弯曲加工的冲压工件,先拉深,再冲切周边的余料,随后进行弯曲加工。

⑤对于带有压印的冲压工件,为了便于金属流动和减少压印力,压印部位周边余料要适当切除,然后再安排压印。最后再精确冲切余料。若压印部位上还有孔,原则上应在压印后再冲孔。

⑥对于带有压印、弯曲的冲压工件,原则上是先压印,然后冲切余料,再进行弯曲加工。

(2)级进模加工与装配的要点

1)加工与装配的要求

①凸模各型孔的相对位置及步距一定要准确加工装配。

②凸模的固定孔、凹模型孔、卸料板的导向孔三者的位置必须保持一致。

③各组凸模、凹模的间隙要均匀一致。

2)零件加工特点

级进模零部件加工时,可根据加工设备来确定加工顺序。在没有电火花及线切割机床设备的情况下,可采用如下加工方案:

①先加工凸模,并经淬火淬硬。

②对卸料板按图样进行划线,并利用机械或手工将其加工成型。其中,卸料板孔留有一定的精加工余量,作为用凸模压印加工的余量。

③将已加工的卸料板、凸模固定板、凹模坯件四周对齐,用夹钳夹紧,同钻螺孔及销孔。

④用已加工好的凸模在卸料板粗加工的型孔中,采用压印锉修整法将其加工成型,并达到一定的配合要求。

⑤把已加工好的卸料板与凹模用销钉固定,用加工好的卸料孔对凹模进行划线,划出凹模型孔,卸下后粗加工凹模孔,再用凸模压印锉修整,保证间隙均匀。

⑥利用同样的方法加工固定板型孔及下模板漏料孔。

3)装配要点

装配顺序选择。多工位级进模装配一般采取局部分装、总装组合的方法,即首先化整为零,先装配凹模固定板、凸模固定板和卸料镶块固定板等重要部件,然后再进行模具总装,先装下模部分,后装上模部分,最后调整好模具间隙和步距精度。级进模的结构多数采用镶拼形式,由若干块拼块或镶块组成。为了便于调整准确步距和保证间隙均匀,装配时对拼块凹模先把步距调整准确,并进行各组凸模、凹模的预配,检查间隙均匀程度,修正合格后再把凹模压入固定板。然后把固定板装入下模,以凹模定位装配凸模,再把凸模装入上模,待用切纸法试冲达到要求后,用销钉定位固定,再装入其他辅助零件。

4)模具装配法

①各组凸模、凹模预配。假如级进模的凹模是整体的而不是镶块组成的,则凹模型孔步距是靠加工凹模时保证的。若凹模是以拼块方式组合而成,则在装配时应特别仔细,以保证拼块镶拼块后步距的精度。此时,装配钳工应在装配前仔细检查并修正凹模拼块宽度(拼块一般以各型孔中心分段拼合,即拼块宽度等于步距)和型孔中心距,使相邻两块宽度之和符合图样要求。在拼合拼块时,应按基准面排齐、磨平。再将凸模逐个插入相对应的凹模拼块模型孔内。检查凸模与凹模的配合情况。目测其配合间隙均匀程度,若有不妥应进行修正。

②组装凹模。先按凹模拼块拼装后的实际尺寸和要求的过盈量,修正凹模固定板固定孔的尺寸,然后把凹模拼块压入,进行最终检查,并用凸模复查,修正间隙。凹模组装后,应磨削上、下平面。

③凸模与卸料板导向孔预配。把卸料板安装到已装入凹模拼块的固定板上,对准各型孔后再用夹钳夹紧。然后,把凸模逐个插入相应的卸料板导向孔,进入凹模刃口,用宽座角尺检查凸模垂直度误差。若误差太大,应修正卸料板导向孔。

④装凸模。按前述凸模组装的工艺过程,将各凸模依次压入(浇注或粘接)凸模固定板。

⑤下模。首先按照下模板中心线找正凹模固定板位置,通过凹模固定板螺钉配钻下模座上的螺钉过孔。再将凹模固定板、垫板装在下模座上,用螺钉紧固后,钻铰销钉孔,打入销钉定位。

⑥上模。首先将卸料板套在凸模上,配钻凸模固定板上的卸料螺钉孔。然后,在下模的凹模上放上等高垫铁,将凸模组合的凸模相应插入各对应的凹模孔内。装上上模座,并在上模座上再划出凸模固定板螺孔、卸料螺钉孔的中心线,钻螺钉孔后,将上模板、凸模固定板、垫板用螺钉紧固在一起,同时复查凸、凹模间隙,并用切纸法检查间隙合适后,紧固螺钉,钻铰销钉孔,打入销钉定位。

⑦下模其他辅助零件。以凹模固定板外侧为基准,装导料板,并安装盛料板和侧压装置。经试冲合格后,钻铰销钉孔,打入销钉,固定导料板。

⑧卸料板。把卸料板装入上模,复查凸模与卸料板导向孔的配合状况。

⑨装配后总体检查。

(3)装配机

模具装配机又称翻转机。主要用于大型精密模具的装配和模具修理。模具装配机有固定式和移动式两种。如图4.29所示为移动式模具装配机。

图4.29 移动式模具装配机外形示意图

1—工作台;2—切换手轮;3—导柱;4—定位手柄;5—左支架;6—上台板;7—滑块;8—右支架及蜗轮箱

图4.30 冲制方螺母连续模

1—下模板;2,6—内六角螺钉;3—凹模;4—导料板;5—卸料板;7—上模板;8—模板;9—圆柱销;10—上垫板;11—凸模;12—凸模固定板;13—侧刃凸模;14—托料板;15—螺钉

(4)装配冲制方螺母连续模

如图4.30所示,为冲制方螺母连续模,其装配的方法可按下述步骤进行。

1)装配下模

首先按下模板中心线,找正凹模3位置,通过凹模螺钉过孔钻下模板1的螺钉过孔。再将凹模3、卸料板5、导料板4、下模板1按各自位置用螺钉紧固,钻铰销钉孔(以凹模预先制好的销孔导模),打入销钉定位。

2)组装凸模

按前述凸模的组装工艺过程装配各凸模,依次压入(黏结或浇注)凸模固定板12中,并用平面磨床磨平各凸模刃口。

3)凸模固定板组合

将凸模固定板组合与装好的下模合模,使各凸模进入相应的凹孔内,并用等高垫铁在卸料板5和凸模固定板12间垫起。然后装上模板7,调好位置后,通过固定板12螺钉孔导模上模板7。

4)拆下上模板7

钻螺孔后与上垫板10、凸模固定板12、卸料板5连接,用螺钉紧固,但不要很紧。

5)调整间隙

将上、下模合模,检查,调整各凸模、凹模相应间隙值。调整合适后,拧紧上模板螺钉,再通过固定板销孔,钻铰上模板销孔,并打入销钉。

6)安装其他辅件

安装其他辅件如托料板14、限位钉等。

7)装配后进行总体试切、检查

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