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探究了冷沖壓模塊在不同材質(zhì)、不同熱處理和不同定位狀態(tài)下的情況,通過(guò)對(duì)模塊定位銷孔工藝的多種創(chuàng)新,保證了冷沖壓模塊自身的精確定位,從而確保了冷沖壓模具在靜、動(dòng)態(tài)驗(yàn)證和實(shí)際沖壓工作過(guò)程中的間隙均勻、正確,提高了模具的冷沖壓質(zhì)量和穩(wěn)定性。1
序言冷沖壓模具有表面質(zhì)量好、質(zhì)量輕且成本低的優(yōu)點(diǎn),冷沖壓工藝在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用廣泛,成為現(xiàn)代汽車、拖拉機(jī)、電器、儀表、飛機(jī)、導(dǎo)彈以及各種民用輕工業(yè)中的主要工藝之一。目前,大量產(chǎn)品均可通過(guò)鋼板沖壓直接生產(chǎn),部分機(jī)械設(shè)備常常以沖壓件所占比例作為評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)是否先進(jìn)的指標(biāo)之一。工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家對(duì)冷沖壓生產(chǎn)工藝的發(fā)展很重視,很多國(guó)家(包括英國(guó)、美國(guó)、法國(guó)和日本等)的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè),作為冷沖壓原材料的鋼帶和鋼板占全部品種的67%,通過(guò)冷沖壓技術(shù)加工產(chǎn)品已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和發(fā)展方向。2
正確加工模具銷孔的重要性冷沖壓模具在設(shè)計(jì)、工藝和制造過(guò)程中,對(duì)模具關(guān)鍵部件的刃口、型面、間隙和定位要求特別高,針對(duì)冷沖壓模塊自身定位銷孔工藝的探究如下。在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)空冷鋼(7CrSIMnMoV)或MoCr鑄鐵等需要表面火焰淬火處理的材質(zhì),冷沖壓實(shí)型鑄造模具的凸模、凹模、凸凹模和鑲塊上的定位銷孔在進(jìn)行表面熱處理前,給模塊上的銷釘預(yù)孔留0.2mm的合鉆鉸余量,然后分別與模板組裝,進(jìn)行合鉆鉸銷孔。通過(guò)裝銷釘定位后進(jìn)行數(shù)控加工,保證刃口、型面和間隙精度。通過(guò)模具鉗工對(duì)刃口型面進(jìn)行拋光,最后進(jìn)行表面火焰淬火處理至50~55HRC。不需要熱處理的灰鑄鐵、45鋼和Cr12MoV等材質(zhì),其定位銷孔進(jìn)行一次合鉆鉸工藝完全可以保證冷沖壓模具在靜、動(dòng)態(tài)驗(yàn)證和實(shí)際沖壓工作過(guò)程中的定位穩(wěn)定可靠。以前鑲塊為Cr12MoV材質(zhì)的實(shí)型鑄造模具的凸模、凹模、凸凹模上各設(shè)計(jì)有一組銷孔,在制造維修模具時(shí),先將模塊按設(shè)計(jì)銷孔大小鉆預(yù)孔,留0.2mm余量,在淬火前裝配在模板上,合鉆鉸銷孔,等數(shù)銑加工鉗修完成后,再拆卸進(jìn)行真空淬火處理。由于熱處理會(huì)導(dǎo)致Cr12MoV材質(zhì)模塊局部間隙及銷孔變化,等調(diào)試好間隙再合鉆鉸銷孔并裝銷定位,會(huì)導(dǎo)致凸凹模銷孔在與模板孔進(jìn)行最后合鉆鉸時(shí)發(fā)生錯(cuò)位,因此該組銷孔無(wú)法保證模具在動(dòng)態(tài)驗(yàn)證或工作時(shí)凸凹模正確均勻的工作間隙,從而造成制件出現(xiàn)毛刺。為了保證銷孔的正確定位功能,給出兩種重新加工模具鋼淬火后銷孔的方法:一是通過(guò)線切割將原有兩銷孔加大重新配銷釘;二是給原銷孔配車堵,組焊、打磨后重新合鉆鉸新銷孔。但這兩種方法都費(fèi)時(shí)費(fèi)事,事倍功半。3
Cr12MoV模塊定位銷孔的創(chuàng)新加工方法Cr12MoV材質(zhì)的模具需要進(jìn)行真空熱處理至56~60HRC,雖然模塊變形小,但實(shí)際仍需要考慮會(huì)發(fā)生的相應(yīng)熱處理變形。凸模、凹模、凸凹模和鑲塊的刃口、型面需要分別單邊留0.6~0.8mm以便進(jìn)行真空淬火前后的精加工。模塊的定位銷孔在真空淬火前后會(huì)發(fā)生孔位的偏移,其孔徑也會(huì)發(fā)生微小的縮孔。如果采用常規(guī)的銷孔加工方法,會(huì)造成模板上的孔位擴(kuò)大變形而錯(cuò)位,導(dǎo)致模具在動(dòng)態(tài)驗(yàn)證和實(shí)際沖壓過(guò)程中模塊定位失效,致使模具的間隙失穩(wěn)而發(fā)生變異,沖壓制件出現(xiàn)毛刺、變形等缺陷,最后只能維修模具。為了改變現(xiàn)狀,避免人力和財(cái)物的極大浪費(fèi),采用多種創(chuàng)新的模塊定位銷孔工藝方案,解決了模塊銷孔的定位難題,具體如下所述。(1)方法一如圖1、圖2所示,無(wú)窩座或擋墻的拼接模塊與模座合鉆鉸出比設(shè)計(jì)圖樣小一規(guī)格的銷孔(≤4mm),第一次數(shù)銑加工型面及刃口時(shí),在熱處理前僅將模塊上的銷孔擴(kuò)鉆鉸至與設(shè)計(jì)圖樣銷孔規(guī)格一致,而在模塊真空淬火后精加工前,模板上的銷孔才與模塊進(jìn)行最終合鉆鉸。該方法需要在真空淬火后二次數(shù)銑精加工前,配合使用階梯定位銷;或者在第一次數(shù)銑后,手工劃模塊外形線,作為裝配定位參照。圖1無(wú)窩座或擋墻模塊結(jié)構(gòu)示意圖2無(wú)窩座或擋墻模塊的銷孔加工示意(2)方法二如圖3、圖4所示,有擋墻或窩座的鑲塊在真空淬火前第一次數(shù)銑時(shí),僅用螺栓與模座裝配緊固,在淬火前按設(shè)計(jì)孔徑大小僅單獨(dú)鉆鉸模塊上的銷孔,在模座上暫不進(jìn)行合鉆鉸銷孔。模塊由于受到擋墻或窩座及自身X、Y方向及螺栓Z方向6個(gè)自由度的限制,無(wú)法平移和旋轉(zhuǎn),因此數(shù)銑粗加工刃口和型面留量均勻,可以滿足真空淬火后精加工的鑲塊定位需求。此方法同樣適用于淬火后線切割加工刃口的模塊,在模塊真空淬火后精加工前,模板上的銷孔與模座裝配后進(jìn)行最終合鉆鉸。圖3有擋墻或窩座模塊的結(jié)構(gòu)示意圖4有擋墻或窩座模塊的銷孔加工示意(3)方法三如圖5、圖6所示,針對(duì)側(cè)模塊、上模塊上的盲銷孔,先將模座上的銷孔與模塊合鉆鉸至比設(shè)計(jì)圖樣小一規(guī)格。在數(shù)銑加工后真空淬火前,將模塊上的銷孔擴(kuò)大至比設(shè)計(jì)圖樣大一個(gè)規(guī)格(≥6mm),在真空淬火后,給模塊上擴(kuò)大后的兩銷孔配入帶放氣扁孔的45鋼軟堵。在第二次數(shù)銑精加工前,以模座之前加工的兩銷孔為基準(zhǔn),與模塊進(jìn)行合鉆鉸,使兩銷孔與設(shè)計(jì)圖樣的銷孔大小一致。銷釘可選用GB120-86B型帶通氣平面的圓柱銷。a)側(cè)模塊銷孔為盲銷孔b)上模塊銷孔為盲銷孔圖5側(cè)模塊或上模塊銷孔為盲銷孔結(jié)構(gòu)示意圖6側(cè)模塊或上模塊銷孔均為盲銷孔的加工示意(4)方法四對(duì)于上模塊盲銷孔數(shù)模結(jié)構(gòu),除了按方法三進(jìn)行加工,還可以將上模盲銷孔加工為通銷孔。所有的通銷孔既可以采用鉆鉸加工的方法,也可以利用能夠保證銷孔公差的慢走絲線切割進(jìn)行加工。為了防止上模沖壓振動(dòng)導(dǎo)致銷釘松動(dòng)掉落現(xiàn)象的發(fā)生,可以把上模銷孔加工為帶螺塞的形式,也可以在通銷孔端頭裝入合適的開(kāi)口彈性套,拆卸時(shí)可以讓拔銷器連著銷釘將其拔帶出來(lái)。為了克服真空淬火變形對(duì)銷孔垂直度的影響,可以先用圓柱銷試裝,對(duì)有問(wèn)題的銷孔用鉸刀先鉸孔,再與模座裝配,然后進(jìn)行保證垂直度和孔徑的最終合鉆鉸加工。4
結(jié)束語(yǔ)
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