音響蓋板精密級進(jìn)模具設(shè)計及制造分析

李軍紅

摘 要：模具對于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)來說，具有重要作用，按照要求設(shè)計并制作所需模具，可以在后期實現(xiàn)產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。為保證產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，滿足市場發(fā)展要求，需要提高級進(jìn)模的設(shè)計與制造的精密度，為批量生產(chǎn)打好基礎(chǔ)。本文以音響蓋板精密級進(jìn)模具為對象，對其設(shè)計要點進(jìn)行了簡要分析，并簡單研究了制造要求與要點。

關(guān)鍵詞：音響蓋板；級進(jìn)模；設(shè)計制造

中圖分類號：TG385 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

級進(jìn)模又稱為連續(xù)模，由多個工位組成，并且各工位按照順序關(guān)聯(lián)完成不用加工作業(yè)，在沖床一次行程中完成一系列不同沖壓加工作業(yè)。利用級進(jìn)?？梢詫崿F(xiàn)產(chǎn)品的批量生產(chǎn)，提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，此種方法可以適用于金屬制品以及非金屬制品，滿足不同形狀、不同用途零部件生產(chǎn)需求。

一、音響蓋板零部件結(jié)構(gòu)與工藝性分析

1.零部件結(jié)構(gòu)

就音響蓋板級進(jìn)模具進(jìn)行分析，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，包括多種零部件，工位繁多，與常規(guī)沖冷壓工藝模具相比，零部件數(shù)量更多，并且組裝工序也存在一定差異。在設(shè)計和制造精密級進(jìn)模的凸模具時，需要明確結(jié)構(gòu)各項參數(shù)，如原材料鋼板厚度、材料剪裁要求以及縫隙大小等，并根據(jù)實際情況來選擇最為合適的設(shè)計方法。而對于凹模具的設(shè)計，一般會選擇用鑲快式結(jié)構(gòu)形式，降低磨損原因造成的成本增加問題，尤其是要保證精確度達(dá)到專業(yè)要求，快速高效地完成模具設(shè)計和制造，為產(chǎn)品生產(chǎn)打好基礎(chǔ)。要求凹模具與下模板高度相同，且將凹模具安裝在下模板上。另外，音響蓋板模具內(nèi)往往會有很多體積小但是精確度要求高的零部件，除了要按照專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)做好各項參數(shù)控制外，還需要多設(shè)計一部分固定板塊，用于固定小凸模，保證其具有較高的強(qiáng)度和剛度。在對模具各零部件進(jìn)行安裝時，應(yīng)用定位銷定位，其中凸模具可選用吊頂安裝法，而凹模具應(yīng)用上面固定法，自動化進(jìn)模則可以選擇用正倒裝混合方式作業(yè)，需要嚴(yán)格按照要求來完成各道工序。

2.制造工藝

音響蓋板進(jìn)模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜度高，在對模具進(jìn)行制造時，如果選擇用單一生產(chǎn)工藝，將需要花費大量的時間，并且需要5個單工序模具。另外，采用但工藝模具生產(chǎn)得到的零部件想要應(yīng)用到產(chǎn)品中，還需要對其進(jìn)行二次定位，對產(chǎn)品精度有著較高要求?；诋a(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量要求，現(xiàn)在單一生產(chǎn)工藝已經(jīng)逐漸不能滿足實際應(yīng)用需求，需要就音響蓋板模具應(yīng)用精密度進(jìn)模具，以及一套成型模具，并要搭配一副機(jī)械組進(jìn)行自動線生產(chǎn)，提高制造工藝應(yīng)用效率。

二、音響蓋板精密級進(jìn)模具設(shè)計要點

1.音響蓋板產(chǎn)品要求

音響蓋板為殼體類結(jié)構(gòu)沖壓件，是比較常見的沖壓產(chǎn)品，一般會選擇單工序模具生產(chǎn)，包括落料、沖孔、壓型、翻邊折彎與成型等環(huán)節(jié)。這樣在生產(chǎn)過程中，就需要由5名操作人員操作5套模具，應(yīng)用5臺沖壓設(shè)備依次生產(chǎn)，不僅作業(yè)效率低、成本高，并且無法保證產(chǎn)品質(zhì)量完全達(dá)到生產(chǎn)要求。基于音響蓋板產(chǎn)品的特殊性，必須要保證其質(zhì)量達(dá)到專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但是現(xiàn)在單工序模已經(jīng)無法滿足音響蓋板生產(chǎn)要求，需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對精密級進(jìn)模具設(shè)計與制造進(jìn)行分析，確定級進(jìn)?？梢源龠M(jìn)產(chǎn)品的高效生產(chǎn)。

2.沖壓工藝性

以上海寶鋼所生產(chǎn)的鍍鋅鋼板為音響蓋板材料，厚度為1mm，設(shè)計制造精密級進(jìn)模具，進(jìn)行大批量生產(chǎn)。對于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來說，各零部件復(fù)雜度高，無法選擇用單一工序作業(yè)，為避免半成品二次定位，且提高產(chǎn)品尺寸精度，最終決定應(yīng)用精密級進(jìn)模生產(chǎn)。但是因為該零件三邊折彎高度達(dá)到50mm，并不適合在級進(jìn)模具上打彎，必須要增加一副成型模，這樣就決定了想要達(dá)到產(chǎn)品批量生產(chǎn)要求，必須要設(shè)計并制造一套精密級進(jìn)模具、一副機(jī)械收以及一套成型模具，共同組成自動線來完成生產(chǎn)。

3.設(shè)計排樣圖

對排樣圖進(jìn)行設(shè)計時，是多工位精密級進(jìn)模設(shè)計的核心內(nèi)容，是否合理在根本上決定了模具結(jié)構(gòu)、沖壓件、壽命質(zhì)量，要提高對此方面的重視。對于音響蓋板來說，形狀比較大，在設(shè)計時可以排樣可以選擇用單排方式，減少工步數(shù)，并合理確定每個工步的沖壓工序內(nèi)容，尤其是壓形、引伸、彎曲、翻邊等工序，應(yīng)為模具工作零件預(yù)留出足夠的空間。其中，部分零部件對位置精度有著明確要求，需要在同一工步上沖壓成形，對于凸臺上存在孔、翻邊等情況的，需要先將凸臺引伸出來，保證產(chǎn)品尺寸精度達(dá)到設(shè)計要求。按照設(shè)計要求分析結(jié)果，共設(shè)計7個工位，確定條料寬度為280mm，每個工位間距為218mm。

第一工位，共設(shè)計有5處沖孔，且2～8為導(dǎo)正銷孔，沖3處長矩形孔，保證后續(xù)工步拉伸可以有效成形。第二工位，利用2～8孔導(dǎo)正銷來精準(zhǔn)定位，一共設(shè)計有6處，且1處沖孔、4處引伸、1處沖零件外形一部分，作為下一步打小彎的保障。第三工位，共設(shè)計有24處，且11處沖孔，1處沖零件外形的一部分，4處撕開引伸、7處引伸、1處翻邊。第四工位，共設(shè)計有31處，且29處沖孔，分為2處沖零件外形一部分、2處淺引伸，其中最先成形零件只有兩處與左側(cè)保持連接。第五工位，最多工序內(nèi)容，設(shè)計有17處沖孔、13處淺引伸、16處翻邊以及3處打小彎。第六工位，沖上下兩側(cè)零件外形，共有25處沖孔、5處淺引伸、4處翻邊，并且在此階段已經(jīng)基本完成切費式落料。第七工位，共設(shè)計有19處沖孔，且12處打小彎、1處翻邊以及4處撕開引伸，并對左側(cè)兩處進(jìn)行切斷處理，保證零件可以與條料順利分離，利用機(jī)械手來取走成型零件，經(jīng)過專用攻絲機(jī)攻絲處理后，在成型模上沖壓成型。最后還需要在流水線上進(jìn)行防銹處理，完成零件的最終生產(chǎn)。

4.模具整體設(shè)計

按照上述設(shè)計理念，最終得到的音響蓋板精密級進(jìn)模具，其結(jié)構(gòu)閉合高度為400mm，結(jié)合其外形尺寸與總沖壓力，最終決定選擇用JH21-250B開式固定臺壓力機(jī)。對模具設(shè)置了6導(dǎo)柱精密滾動導(dǎo)向模架，以及12副內(nèi)導(dǎo)柱導(dǎo)套。且精密級進(jìn)模還配置有開卷、送料、整平自動送料機(jī)構(gòu)，利用導(dǎo)正銷進(jìn)行精確定位，可以將送料精度控制到±0.01mm。在第一個工位上沖兩個ψ8導(dǎo)正銷孔，以后每個工位設(shè)置雙側(cè)導(dǎo)正銷，導(dǎo)正銷與凸模固定板配合為H7/n6。另外，還應(yīng)用了快拆式模具結(jié)構(gòu)，因為沖翻邊預(yù)孔直徑為1.2mm，很容易造成沖頭折斷，因此在設(shè)計時選擇增加了凸模保護(hù)裝置，但是要在長時間使用后進(jìn)行更換，避免因疲勞折斷，而快拆式模具結(jié)構(gòu)剛好可以滿足此要求。

三、音響蓋板精密級進(jìn)模具制造要求

凹模、凸模為音響蓋板精密級進(jìn)模關(guān)鍵零部件，在對其進(jìn)行設(shè)計制造時，需要對細(xì)小的凸模采用保護(hù)裝置，并提高其精度，而凹模則可以選擇用鑲快結(jié)構(gòu)。如果模具外形尺寸比較大，在加工制造時，可以選擇用3塊模塊組合的方法處理，即利用已經(jīng)組合好的3塊模塊，經(jīng)過慢走絲線切割機(jī)床粗割出各種型號孔，中間擱置一天后，在此進(jìn)行精修割型孔，要重點做好誤差與變形量的控制，加工精度需要控制在0.005mm以內(nèi)，保證滿足產(chǎn)品對精度的要求。

結(jié)語

對音響蓋板精密級進(jìn)模具設(shè)計與制造進(jìn)行分析，需要確定級進(jìn)模具結(jié)構(gòu)特點以及制造要求，即基于音響蓋板產(chǎn)品批量生產(chǎn)需求，在原有單工序模具生產(chǎn)基礎(chǔ)上，對多工位級進(jìn)模具進(jìn)行分析，做好各關(guān)鍵零部件功能分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計，為提高產(chǎn)品精度打好基礎(chǔ)。

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