浅谈多工位级进模具的加工精度控制.pdf

模具制造技术 j 模具制造技术： 浅谈多工位级进模具的加工精度控制 孟玉喜1 ：，廖江潇1 3 1 南通开放大学机电工程学院( 江苏南通2 2 6 0 0 6 ) 2 南通苏禾车灯配件有限公司( 江苏南通2 2 6 0 0 0 ) 3 中远船务( 启东) 海洋工程有限公司( 江苏南通2 2 6 2 0 0 ) 【摘要】作为一项高新技术，多工位级进模的运用越来越广泛，设计方面一般包括运动设 计、结构设计、精度设计和强度设计4 个方面，而“成形”与“精度”是该类模具制造的两个重 点，模具的设计精度决定着模具的加工精度，模具的加工精度又直接影响着制件的质量、 成本和生产效率，因而对加工制造精度的严格控制已成为模具加工的核心关键问题： 关键词：级进模；控制标尺；加工精度；提升方法 中图分类号：T G 6 5 9 ；T G 3 8 5 2 文献标识码：B M a c h i n i n gP r e c i s i o nC o n t r o lo fM u l t iS t a t i o nP r o g r e s s i v eD i e 【A b s t r a c t 】A san e wt e c h n o l o g y ，m u l t i - s t a t i o np r o g r e s s i v ed i ei sm o r ea n dm o r ew i d e l yu s e d ， t h ed e s i g ni n c l u d e sm o v e m e n td e s i g n ，s t r u c t u r a ld e s i g n ，p r e c i s i o nd e s i g na n ds t r e n g t hd e s i g no f t h ef o u ra s p e c t s ，a n dt h e f o r m ”a n d ”a c c u r a c y 。”i st h et w ok e yo ft h i sk i n do fd i em a n u f a c t u r i n g ， d i ed e s i g no ff i n ed e g r e ed e t e r m i n e st h em a c h i n i n ga c c u r a c yo ft h ed i et h em a c h i n i n gp r e c i s i o n o ft h ed i ea n dd i r e c t l ya f f e c t st h ep r o d u c tq u a l i t y ，c o s ta n dp r o d u c t i o ne f f i c i e n c y ，t h em a c h i n i n g p r e c i s i o no ft h es t r i c tc o n t r o lh a sb e c o m eak e yp r o b l e mi nd i em a n u f a c t u r i n g K e yw o r d s ：p r o g r e s s i v ed i e ；c o n t r o ls c a l e ；m a c h i n i n ga c c u r a c y ；l i f t i n gm e t h o d l引言 目前，多工位级进模工艺方法已经成熟，作为一 种提升产品质量、节约材料、提高生产效率、减少设备 数量、降低劳动力及制件成本的合乎时代要求的新技 术，是一项先进的高新技术。一般而言，该类模具的 加工精度是非常重要的，对模具的质量和性能有着直 接影响。在模具的生产和加工过程中，通过对模具生 产工艺的合理选择、对模具加工刀具的有效控制、对 模具形状形成的有力控制，可提高模具的加工精度， 从而提升其工作性能和使用寿命。 2 模具加工精度的控制标尺 多工位级进模中，如果不明确作为“标尺”的影响 因素，就无法讨论模具精度。根据所需精度不同，所 使用的零件和装配方法也会发生变化。在没有明确 要求内容的前提下制作的模具，即便看起来像那么回 事，也难以称之为高精度的精密模具。 模具精度通常采用制件的尺寸精度和形状精度 来作为“标尺”。对于容许误差要求严格的制件，例如 汽车连接器或I C 引线框架等要求高精度的制件，通常 认为加工这些制件的多工位级进模具属于高精度模 具。那么这样的模具的哪些部分属于高精度呢? 多 工位级进模通常分为冲裁区和成形区两大部分，在所 有的冲裁区和大部分的成形区中，制件的绝大部分是 复制凸模、凹模的形状，这些模具的凸、凹模零件采用 了仿形磨削加工或电火花线切割加工的多次切割等 方法来获得精度良好的凸模、凹模形状。因此，获得 满足制件尺寸容许差要求的凸模、凹模形状，是判断 模具精度的一个重要标准。 冲压模具中，制造模具凸模、凹模零件的形状，有 时候也是维持冲压间隙值的必要条件。当制件的板 模具制造 2 0 1 7 年第4 期 5 9 万方数据 , 1 1 1 具制造技术 材板厚变薄时，冲压的间隙值也会成比例缩小。要想 维持间隙值的一致性，有相当高的难度。相应地，即 使制件的形状尺寸的容许误差较大，当采用薄板进行 加T 时，为了维持较小的间隙，也需要实现精确的凸、 凹模形状并在装配至模具内时保持组装位置的高精 度。可以说制件的材料厚度也是衡量模具精度的一 个“标尺”。X , 1 N 件的形状精度来说，当板材的板厚变 薄时，即使接触情况发生细微的变化也会导致精度出 现大幅波动。因此，保证凸模、凹模的形状精度极为 重要。 通过保证凸模、凹模零件的形状精度，可以得到 满意的零件。由于凸模、凹模零件分别布置于上模和 下模，所以用于保证上模与下模位置关系精度的导 柱、导套( 导向) 也间接性具有保证模具精度的重要功 能，因而位置精度同样是衡量模具精度的“标尺”之 一。多工位级进模中需要用卸料板对凸模进行凸模 导向，因而卸料板( 内导向) 、卸料板螺栓及弹簧等的 制作也有相关影响。 因此。模具凸模、凹模的尺寸精度、形状精度、位 置精度及制件的材料厚度等是模具加工精度的控制 标尺 3 模具加工精度控制的重点 多工位级进模是在送料方向上设有多个冲压丁 位，在不同工位上进行连续的冲压，压力机每次行程 完成一部分冲压，通过连续的多次冲压，完成制件的 冲压加工。不仅可以进行冲裁，还可以进行弯曲、拉 伸和成形等，级进模对步距精度和定位精度的要求比 较高，装配难度大，对零件的加工精度要求也比较 高。对于模具的加工精度控制而言，其影响因素较 多，其中，加工工艺、加工器械的选择、加工手段的完 善和调整等均为重要的因素。 3 1零件加工工艺的选择。 对于模具的加工而言，精度控制至关重要，其中 零件加工工艺的选择对其有着直接影响。因此，在模 具的具体加工中，可根据模具加工的需要，选择合适 的加工工艺。即在众多的机械、特种和数控加工工艺 中，选择合适的加工工艺来提升模具的精度：在实践 操作中，经得起实践考验的模具加工工艺有钳工加工 工艺、冲压加工工艺、数控加工工艺等，这些加工工艺 各有利弊。因此，要依据加工的需要和模具性能选择 合适的加工工艺，金属切削和磨削加工目前仍是获得 精密零件的主要成形工艺。 3 2 模具加工器械的选择。 模具加工的过程较为复杂，会用到大量的器械， 而加工器械的类型和质量会影响加工精度。多工位 级进模中零件上常见表面的加工有孑L 、平面和成形表 面的加工，通常按照加工部位基本表面的不同，选取 的精密加工器械有平面磨床、工具磨床、光学曲线磨 床、慢走丝线切割、数控加工中心等。在模具装配使 用钳工加工工艺时，还要用到大量的锉刀工具，此时， 锉刀工具类型的选择会影响模具加工的精度。因此， 要想提升模具加工的精度，就需要甄别选择和调整加 工器械： 3 3 零件加工手段的完善和调整。 在模具的生产加工过程中，会用到大量的加工器 械，这些工具具有不同的形状，比如板状、柱形、锥形、 不规则形等。在加工过程中，需要参照加工精度需求 选择加工器械，且为了实现满足既定的需求，还需要 不断完善和调整各种加工方式，以确保加工精度的提 升：比如在冲裁拉伸级进模中，拉伸凹模、凸模的圆 角半径与侧壁和端面的转接要光滑、顺畅，不得有棱 角现象，加工过程中要重点控制；另外，表面粗糙度值 要低，抛光纹路要与制件材料的流动方向一致，在最 后的装配和试模时就要及时进行调整，才能达到并满 足要求二冲裁弯曲模中，弯曲成形部位凸模和凹模的 圆角半径也需要在试模中修正完善，以便调节并控制 制件的弯曲回弹。 3 4 模具装配精度要点的确定。 装配是模具制造的最后一个阶段，但装配不只是 将合格模具零件简单地连接起来的过程，零件的精度 是保证装配精度的基础，装配精度不仅取决于零件的 精度，还取决于装配方法，有了精度合格的零件，若装 配方法不当也可能装配不出合格的模具，模具装i 雪i m l 精度要点控制主要有以下几个方面。 ( 1 ) 凹模板上各型孑L 的位置尺寸及步距，要求加 T 正确、装配准确，否则冲压制件很难达到规定要求； ( 2 ) 凹模型孔板、凸模固定板和卸料板3 块主板的 型孑L 位置尺寸一致，即装配后各组型孑L ( 3 块主板) 的 中心线一致： ( 3 ) 各组凸、凹模的冲裁间隙均匀一致。 6 0 模具制造 2 0 1 7 年第4 期 万方数据 模具制造技术 ( 4 ) 在组装凹模组件时，应先压人精度要求高的 凹模拼块，后压人易于保证精度要求的凹模拼块。例 如，有冲孔、切边、弯曲和切断的级进模，可先压人冲 孑L 、切边和切断凹模拼块，后压入弯曲凹模拼块。根 据凹模拼块和凹模板( 凹模型孑L 板) 的结构不同，实际 生产中，也可按排列顺序依次压入凹模拼块。 4 提升N - r 精度的方法 随着社会的发展，市场对制件的工作性能和质量 有了更高的要求，在模具加工精度方面的要求也越来 越高。因此，各生产企业应高度重视模具加工精度的 提升问题，优化内部管理，提升加工技术水平，从而最 大限度地提升模具的加工精度。由于影响加工精度 的因素较多，因此，在提升模具加工精度时，一定要从 实际出发，采取具有实际意义的解决对策。 4 1 控制加工精度的影响因素。 为了优化模具的加工精度，提升加工质量，需要探 究在提升加工精度过程中的影响因素以及可能存在的 问题。经过大量的文献研究和实践调查研究发现，在 提升模具加工精度的过程中，一般存在以下影响因素： ( 1 ) 人的因素：人为操作失误影响模具的加工 精度。 ( 2 ) 机的因素：加工器械选择不当，则会引发精度 下降的问题! ( 3 ) 法的因素：机床的操作编程存在问题，导致加 工失误、模具的加工器械存在缺陷等。 4 2 提升加工精度的具体方法 新形势下，必须创新工作思路，采用科学技术和 严格的管理制度来提升模具的加工精度。具体可以 从4 个方面人手： ( 1 ) 完善模具加工手段和方法，防止意外情况发生。 模具制造工艺本质上是模具材料的成形工艺，精 度取决于所采用的成形工艺，并在成形加工的过程中 加以实现。如级进模中3 块主板的特点是：每块板上 有大部分的共孑L ，卸料板、凹模板上又各自多出了一 些辅助性的功能孔，这就给模具制造的加工工艺安排 带来一定的难度。具体慢丝切割加工日I j 常用的方法 有两种：一是分别加工法，即3 块主板单独加工，再以 销钉孑L 为基准进行装配；另一种方法是叠割法，即同 定板、卸料板、凹模板一起加工共有的型孔，然后再分 别加工各板上的单独的型孔。两种方法各有优劣，前 者多两次的穿孑L 时间，后者多一次的装夹，无论采用 哪种方法加工，都要注意基准的统一及切割前模板水 平垂直方向的校验，从而确保应有的加工精度。 ( 2 ) 尽量选取高精度高效率的加工器械。 ( 3 ) 优化数控机床的技术控制，加大模具加工精 度的控制力度。 ( 4 )