大型復(fù)雜多工位級(jí)進(jìn)模裝配工藝研究*

陳志平，徐 騰，夏琴香，邱遵文

（1.廣東科龍模具有限公司，廣東佛山 528303；2.華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，廣東廣州 510641）

大型復(fù)雜多工位級(jí)進(jìn)模裝配工藝研究*

陳志平1，徐 騰2，夏琴香2，邱遵文1

（1.廣東科龍模具有限公司，廣東佛山 528303；2.華南理工大學(xué)機(jī)械與汽車工程學(xué)院，廣東廣州 510641）

工程實(shí)際對(duì)大型復(fù)雜多工位級(jí)進(jìn)模裝配質(zhì)量及裝配工藝方法有著極其嚴(yán)格的要求。針對(duì)大型復(fù)雜多工位級(jí)進(jìn)模的裝配要求進(jìn)行了敘述，并進(jìn)一步根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)裝配過程中的裝配準(zhǔn)備工作、工藝流程安排、裝配操作要點(diǎn)進(jìn)行了論述和總結(jié)，對(duì)大型復(fù)雜多工位級(jí)進(jìn)模的裝配工作具有一定的指導(dǎo)作用。

多工位級(jí)進(jìn)模；裝配要求；工藝流程；操作要點(diǎn)

0 前言

隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，多工位級(jí)進(jìn)模因其“高精度、高效率、高壽命”的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)在汽車零部件加工中得到了廣泛應(yīng)用，大尺寸、結(jié)構(gòu)復(fù)雜零部件也開始使用多工位級(jí)進(jìn)模進(jìn)行成形，目前在汽車零部件多工位級(jí)進(jìn)模技術(shù)領(lǐng)域，大型復(fù)雜多工位級(jí)進(jìn)模工位數(shù)可達(dá)幾十個(gè)，最大長(zhǎng)度可超過6 m，單套模具重達(dá)100 t[1-2]。多工位級(jí)進(jìn)模的裝配工藝方法及裝配質(zhì)量將直接影響級(jí)進(jìn)模沖壓穩(wěn)定性、制件精度和模具壽命[3-4]，故實(shí)際生產(chǎn)對(duì)級(jí)進(jìn)模，尤其是大型復(fù)雜級(jí)多工位進(jìn)模裝配工藝有著極高的要求。

本文首先對(duì)大型復(fù)雜多工位級(jí)進(jìn)模的裝配工藝及要求進(jìn)行敘述，然后根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)裝配過程中的準(zhǔn)備工作、工藝流程及工序安排、操作要點(diǎn)等進(jìn)行了總結(jié)，本文的研究將對(duì)大型復(fù)雜多工位級(jí)進(jìn)模的裝配工作起到較強(qiáng)的實(shí)際指導(dǎo)作用。

1 大型復(fù)雜多工位級(jí)進(jìn)模的裝配要求

1.1 級(jí)進(jìn)模外觀和安裝尺寸要求

模具外觀質(zhì)量將直接影響沖壓件成形質(zhì)量及工人的操作安全；為保證級(jí)進(jìn)模的裝配質(zhì)量及精度，還要求模具零件尺寸保持在設(shè)計(jì)加工的尺寸范圍[5]。級(jí)進(jìn)模外觀和安裝尺寸要求主要包括：

（1）模具外露部分銳角應(yīng)倒鈍，安裝面應(yīng)光滑平整，螺釘、銷釘頭部不能高出安裝基面，并無明顯毛刺及擊傷痕跡[6]；

（2）模具的閉合高度、安裝于壓力機(jī)上的各配合部位尺寸，應(yīng)符合選用設(shè)備的規(guī)格；

（3）裝配后沖模應(yīng)刻有模具編號(hào)和產(chǎn)品零件圖號(hào)，并設(shè)有起吊孔。

1.2 總體裝配精度要求

模具裝配是級(jí)進(jìn)模具制造中的關(guān)鍵過程，為獲得良好的裝配質(zhì)量和精度，除了需嚴(yán)格控制模具各裝配零件的加工制造尺寸和精度外，還應(yīng)對(duì)模具裝配精度提出以下要求[7]：

（1）模具各零件的材料、幾何形狀、尺寸精度、表面粗糙度和熱處理硬度等均應(yīng)符合圖紙要求，各零件的工作表面不容許有裂紋和機(jī)械損傷；

（2）模具裝配后，必須保證各零件間的相對(duì)位置精度，如模板之間的平行度，以及凸凹模同其固定板間的垂直度等；

（3）模具的所有活動(dòng)部位，應(yīng)保證位置準(zhǔn)確、配合間隙適當(dāng)、動(dòng)作可靠、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)；

（4）模具的緊固零件，應(yīng)牢固可靠，不得出現(xiàn)松動(dòng)和脫落；

（5）模具在裝配后，上模座沿導(dǎo)套上、下移動(dòng)時(shí)，應(yīng)平穩(wěn)無滯澀現(xiàn)象，導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合精度應(yīng)符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求，且間隙均勻；

（6）裝配后的凸模與凹模間隙應(yīng)均勻，并符合圖樣上的要求；

（7）制件沖壓時(shí)，定位要準(zhǔn)確、可靠、安全；

（8）裝配后，要確保送料、出件、廢料排出順暢。

2 級(jí)進(jìn)模裝配前的準(zhǔn)備工作

為了使級(jí)進(jìn)模的裝配工作得以順利進(jìn)行，在進(jìn)行裝配前須徹底熟悉模具的總體裝配工藝規(guī)程，檢查核對(duì)模具零件并準(zhǔn)備好標(biāo)準(zhǔn)件及相關(guān)材料，以及掌握模具驗(yàn)收技術(shù)條件[8]。級(jí)進(jìn)模裝配前應(yīng)著手的準(zhǔn)備工作主要包括：

（1）認(rèn)真閱讀產(chǎn)品圖紙、工序圖，了解產(chǎn)品的材料特性及關(guān)鍵尺寸公差、外觀要求等；

（2）仔細(xì)閱讀模具裝配圖、排樣圖等，掌握模具的裝配關(guān)系、裝配技術(shù)要求、配用設(shè)備等，對(duì)不清楚的、發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的、判斷可能出現(xiàn)的失效，要及時(shí)與模具設(shè)計(jì)人員溝通；

（3）對(duì)照模具裝配圖零件明細(xì)表，檢查、清點(diǎn)模具零件是否配套齊全；

（4）仔細(xì)檢查模具零部件，了解模具零件圖紙的異常處理信息，注意檢查模具主要零部件的尺寸、配合、外觀質(zhì)量等，防止不合格的零件進(jìn)入裝配；

（5）所有模具零件要進(jìn)行合理的消磁處理，消磁方法為：小零件放在消磁器上來回推3～5次，對(duì)于大零件，使用消磁器在零件上來回運(yùn)動(dòng)，直到磁性完全消失；

（6）所有淬火過的螺紋孔必須用絲錐重攻一次，消除淬火引起的螺紋變形；

（7）按圖紙及相關(guān)要求嚴(yán)格進(jìn)行拉深模、壓形模、翻邊模等成形模的凸、凹模、壓料板工作表面的拋光工作，達(dá)到模具要求的表面粗糙度要求；

（8）按圖紙及相關(guān)規(guī)范完成模具零件非工作邊的倒鈍（一般為C2～C3），清理毛刺、清潔零件表面；

（9）對(duì)照模具標(biāo)準(zhǔn)件清單，檢查標(biāo)準(zhǔn)件是否按要求準(zhǔn)備到位。

3 級(jí)進(jìn)模裝配工藝流程及工序

3.1 級(jí)進(jìn)模裝配工藝流程

多工位級(jí)進(jìn)模具的裝配工藝流程通常為：上、下模架的裝配→凸、凹模間隙、型面的檢配→下模的裝配→上模的裝配→上、下模的合裝→進(jìn)入試模（對(duì)于成形模、級(jí)進(jìn)模成形部分，裝配檢查無干涉后，要先試沖出初始樣件，再在FIT模機(jī)上飛模合格后，才能上機(jī)試模出樣件），中間根據(jù)具體情況穿插部分零件的組合加工[9]。級(jí)進(jìn)?；窘Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 級(jí)進(jìn)?；窘Y(jié)構(gòu)

3.2 裝配各工序的要求

模具裝配圖樣和技術(shù)要求，將模具零件按一定的工序順序進(jìn)行配合、定位、連接、固定等使其成為一體，最終成為完整的模具結(jié)構(gòu)。各裝配工序的偏差均將對(duì)模具整體裝配精度造成影響。

（1）組合加工：根據(jù)加工工藝要求，需進(jìn)行組合加工的零件要優(yōu)先安排裝配配送加工，保證加工進(jìn)度。各零件在組合加工前必須打定位銷孔，并按圖紙檢查零件，保證配裝到位。

（2）上、下模架的裝配：首先按圖安裝模板吊耳，要求吊耳擰緊到位，安全可靠；以模板上的導(dǎo)柱、導(dǎo)套安裝孔或銷孔為基準(zhǔn)配裝導(dǎo)柱、導(dǎo)套及其附件；合上、下模架，用紅丹檢查導(dǎo)向件是否均勻配合，若配合不良，則需調(diào)整；按模架圖裝配上、下模筋板、裝夾板等，檢查筋板是否與導(dǎo)柱、模板廢料孔干涉。

（3）凸、凹模間隙、型面的檢配：按圖紙要求的間隙用塞尺、切紙逐件配對(duì)檢查沖裁凸、凹模間隙，用紅丹墊料片、鉛絲檢查成形模的型面配合及間隙，若間隙不均勻或型面干涉，則要加工返工或修配，要求成形模型面配合的研合率達(dá)到85%以上。

（4）下模的裝配：按照?qǐng)D紙以下模板上的定位基準(zhǔn)（定位銷孔、定位鍵等）依次配裝墊板、固定板、下模（凸、凹模）或下模鑲件、退料板等。注意檢查下模鑲件同固定板的配合是否符合圖紙H7/m6的配合要求；注意暫不安裝退料板彈簧，以便合模后檢查是否有干涉問題存在；針對(duì)個(gè)別需要配鉆孔的區(qū)域，應(yīng)先檢查打點(diǎn)位置后再鉆孔配裝。

（5）上模的裝配：按照?qǐng)D紙以上模板上的定位基準(zhǔn)（定位銷孔、定位鍵等）依次配裝墊板、固定板、上模（凸、凹模）或上模鑲件、退料板等；部分上模刃口（工藝要求的上模板定位銷未加工部分），以下模為基準(zhǔn)調(diào)配間隙裝配。注意檢查上模鑲件同固定板的配合是否符合圖紙H7/m6的配合要求；注意安裝退料板彈簧前務(wù)必先檢查合模后是否存在干涉問題；并按配裝位置在相應(yīng)點(diǎn)分配鉆孔以便于配裝。

（6）上、下模的合裝：將上、下模慢慢合模，仔細(xì)檢查各部位是否有干涉。打開后裝上卸料板彈簧、卸料螺釘、浮料機(jī)構(gòu)等，再次合模進(jìn)入試模階段。

（7）拋光：工作面型配完成后對(duì)工作表面進(jìn)行拋光，要求第一次試模前達(dá)到看不到加工刀紋的標(biāo)準(zhǔn)。試模完成后，根據(jù)制件情況對(duì)成形凸模、凹模、壓邊圈等進(jìn)一步拋光。表面粗糙度達(dá)到Ra0.2，如圖2所示。

（8）運(yùn)動(dòng)部件的裝配：斜楔滑塊等運(yùn)動(dòng)部件，通?？刂婆浜祥g隙為0.01～0.02 mm，要求滑動(dòng)自如，沒有阻滯感及晃動(dòng)。注意斜鍥滑塊各導(dǎo)軌面、摩擦面應(yīng)涂潤(rùn)滑油。如圖3所示。

圖2 模具型面拋光示例

圖3 斜鍥滑塊示例

（9）螺釘、銷釘裝配：所有螺絲不能強(qiáng)行擰入、爛牙，嚙合長(zhǎng)度至少為1.5倍的螺紋直徑。螺釘應(yīng)達(dá)到要求的擰緊力矩（用定力矩扳手檢查），嚴(yán)防螺釘未擰緊及滑牙、偏心錯(cuò)位。所有螺絲頭須低于模板面，沖裁部分的螺絲頭必須低于模面3 mm。銷釘與銷孔按H7/m6過渡配合要求配制，銷釘配制既不能過緊，又不能過松，保證裝拆自如。上模板及鑲件的外露銷釘需加彈簧堵塞防掉。

4 大型精密級(jí)進(jìn)模裝配操作要點(diǎn)

級(jí)進(jìn)模裝配過程涉及到的型面配模、凸凹模卸料板的裝配、料帶導(dǎo)正銷的安裝、鉆孔、制件定位及其他零件的安裝、調(diào)整和裝拆操作[10-11]時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)主要包括以下方面。

（1）型面配模

模具型面指凸凹模閉和狀態(tài)時(shí)接觸的部分，是影響沖壓成形質(zhì)量的重要決定因素，模具型面裝配過程主要應(yīng)注意以下要點(diǎn)。

1）對(duì)于成形工步，經(jīng)裝配檢查無干涉后，要先上機(jī)試沖出2件初始樣件，再在合模機(jī)上開始fit模。fit模方法是：選擇上模為基準(zhǔn)來配，上模型面先進(jìn)行粗拋光，然后在合模機(jī)上進(jìn)行下模的研配，此時(shí)壓邊圈、彈簧等均不裝配。先在制件正反面均勻涂上紅丹或藍(lán)丹，再放入下模的相應(yīng)位置，加載合適壓力進(jìn)行合模。打開合模機(jī)，檢查上、下模型面紅丹印情況，其間要用修磨工具不斷修磨下模型面，使上、下模型面紅丹均勻布滿，達(dá)到研合率85%以上為合格，如圖4、圖5、圖6所示。

圖4 成形下模

圖5 成形上模

圖6 制件正反面涂紅丹圖片

2）上下模型面配模完成后，開始配上模壓邊面與壓邊圈型面，此時(shí)可將下模型芯拆除，采用同樣的方法進(jìn)行研磨。

3）研磨好后，將其余零件裝配完成，并上機(jī)試模。試模調(diào)試過程中，在試制件上下兩個(gè)面均勻涂滿紅丹，檢查上、下模型面貼合情況。如圖7所示，級(jí)進(jìn)模在試模過程中涂紅丹，在料帶上檢查模具各部分的貼合情況。

4）試模完成后，再進(jìn)行型面的加硬處理，如火焰噴火、TD處理等，此時(shí)由于熱處理局部產(chǎn)生變形，型面配合仍會(huì)產(chǎn)生誤差，還要進(jìn)行修配。由于型面已熱處理，可通過修配鑲件底面或墊片，使型面研合率達(dá)85%以上。只有經(jīng)過精心研磨，模具生產(chǎn)的制件質(zhì)量才能穩(wěn)定。

圖7 制件正反面涂紅丹圖片

（2）凸凹模卸料板的裝配

沖裁及成形凸凹模同卸料板的間隙控制單邊為0.3 mm。如圖8所示，配模時(shí)涂紅丹或用塞尺檢查凸凹模同卸料板之間的間隙。如間隙過緊則立即返工卸料板。

圖8 紅丹檢查凸模同卸料板間隙

（3）料帶導(dǎo)正銷的安裝

首先要檢查各導(dǎo)正銷的步距是否符合圖紙要求，裝配時(shí)要確保各步距符合要求，否則要進(jìn)行返工。導(dǎo)正銷安裝在上模固定板上。合模狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)正銷露出上壓料板壓料面直線段不超過1.5倍的料厚，如圖9所示。

圖9 級(jí)進(jìn)模導(dǎo)正銷安裝示例

（4）鉆孔（一般在機(jī)加工工段已完成，鉗工只鉆部分配鉆的孔）

1）卸料螺釘?shù)某令^孔：要求嚴(yán)格按圖紙保證沉孔深度一致。如深淺不一，會(huì)導(dǎo)致卸料螺釘與模板各部分配合的松緊程度不一致，沖壓過程中易發(fā)生卸料螺釘?shù)粝碌膯栴}。

2）彈簧孔：要求倒角，否則將導(dǎo)致彈簧壓縮過程中刮傷嚴(yán)重，彈簧易斷。彈簧安裝孔的深度公差為±0.1 mm，孔的直徑單邊間隙不小于0.5 mm。

（5）制件定位的安裝：先按圖預(yù)裝定位，試模確定位置尺寸后調(diào)整定位銷的大小或定位塊的位置，定位塊確定位置后要求加銷釘固定。

（6）彈簧的安裝：要加彈簧定位桿，保證彈簧運(yùn)動(dòng)自如，尤其對(duì)壓縮量較大的彈簧；要求采用標(biāo)準(zhǔn)彈簧，不允許采用改制彈簧；注意彈簧要有安全防護(hù)裝置；檢查普通彈簧預(yù)壓不小于2 mm，氮?dú)鈴椈刹辉试S有預(yù)壓。

（7）浮料塊（銷）的安裝：控制無導(dǎo)柱浮料塊雙邊間隙0.05～0.08 mm，要求裝配后運(yùn)動(dòng)自如，不能有阻滯現(xiàn)象。

（8）鑲件裝拆要求：裝配時(shí)考慮裝拆方便，要求配合的小鑲件或超過5 kg的鑲件必須有起吊工藝螺孔，小鑲件可考慮在沉孔的過孔中加起吊牙，大板要求4個(gè)M16以上的工藝起吊螺孔。

（9）模具調(diào)整墊片的相關(guān)要求

原則上，模具的凸凹模鑲件、固定板、墊板、限位柱的底部不得墊薄片。模具結(jié)構(gòu)上需要調(diào)整高度的部位，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮增加調(diào)整墊片，裝配時(shí)鉗工通過修磨調(diào)整墊片配模，不允許焊接修模。

由于模具更改、調(diào)試需要調(diào)整凸凹模鑲件高度的，可通過墊相應(yīng)厚度（大于1 mm）的墊片來解決，墊片大小應(yīng)與凸、凹模底部形狀一致，并加工出螺釘、銷釘過孔。且墊片需點(diǎn)焊防止拆模時(shí)掉落，特別注意不得墊零星碎墊片。墊片材料同凸凹模材料一致。

5 結(jié)束語

本文針對(duì)大型復(fù)雜多工位級(jí)進(jìn)模的裝配關(guān)鍵問題、工藝流程及操作要點(diǎn)等進(jìn)行了系統(tǒng)闡述和歸納，以指導(dǎo)級(jí)進(jìn)模具裝配工人正確執(zhí)行模具裝配步驟，快速高效率地裝配出合格的、高質(zhì)量的模具，實(shí)現(xiàn)其“工業(yè)之母”的功能。在大型復(fù)雜多工位級(jí)進(jìn)模實(shí)際裝配過程中，應(yīng)嚴(yán)格參照以上要求執(zhí)行，才能基本保證模具裝配的質(zhì)量達(dá)到要求，裝配制作出合格的多工位級(jí)進(jìn)模。

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Assembly Technique of Large Complex Multi-Position Progressive Die

CHEN Zhi-Ping1，XU Teng2，XIA Qin-xiang2，QIU Zun-wen1
（1.Guangdong Kelon Mould Co.，Ltd.，F(xiàn)oshan 528303，China；2.School of Mechanical and Automotive Engineering，South China University of Technology，Guangzhou510641，China）

Quality and technical process of the assembly of large complex multi-position progressive dies are strictly required in engineering practice effectively.Assembly requirements of large complex multi-position progressive dies are described in this paper; preparatory work，technological processes arrangement and operation essentials during the assembly are further discussed and summarized based on the experiences in production，which is of great practical significance to the assembly of large complex multi-position progressive dies.

multi-position progressive die；assembly requirement；technological processes；operation essentials

TG385

A

1009－9492(2014)08－0036－05

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.08.011

陳志平，男，1966年生，湖北黃岡人，大學(xué)本科，工程師。研究領(lǐng)域：機(jī)械制造工藝與設(shè)備。已發(fā)表論文6篇。 (編輯：向飛)

*廣東省中國(guó)科學(xué)院全面戰(zhàn)略合作項(xiàng)目（編號(hào)：2012B091100251）

2014－06－03