数控机床的基础知识介绍

第8章模具装配工艺8.1概述8.2冲压模具的装配8.3塑料成型模具的装配教学内容与要求：知识点要求8.1概述识读理解应用重点难点8.1.1模具装配的内容和特点☆8.1.2模具装配精度的要求☆8.2冲压模具的装配8.2.1冲压模具的装配工艺过程☆☆☆8.2.2冲压模具零件的组件装配☆☆☆☆8.3塑料成型模具的装配知识点要求识读理解应用重点难点8.3.1塑料成型模具的装配工艺过程☆☆8.3.2塑料成型模具零\部件的组装☆☆☆8.3.3塑料成型模具典型结构的装配☆☆☆8.1概述8.1.1模具装配的内容和特点根据模具装配图样和技术要求，将模具的零部件按照一定工艺顺序进行配合、定位、连接与紧固，使之成为符合制品生产要求的模具，称为模具装配。模具装配过程是按照模具技术要求和各零件间的相互关系，将合格的零件按一定的顺序连接固定为组件、部件，直至装配成合格的模具。它可以分为组件装配和总装配等。模具装配工艺规程是指导模具装配的技术文件，也是制订模具生产计划和进行生产技术准备的依据。模具装配工艺规程包括：模具零件和组件的装配顺序，装配基准的确定，装配工艺方法和技术要求，装配工序的划分以及关键工序的详细说明，必备的二级工具和设备，检验方法和验收条件等。特点：模具装配属单件装配生产类型，工艺灵活性大。大都采用集中装配的组织形式。模具零件组装成部件或模具的全过程，都是由一个工人或一组工人在固定的地点来完成。8.1.2模具装配精度的要求1）相关零件的位置精度例如定位销孔与型孔的位置精度；凸模、凹模，型腔、型孔与型芯之间的位置精度等。2）相关零件的运动精度包括直线运动精度、圆周运动精度及传动精度。例如导柱和导套之间的配合状态，送料装置的送料精度。3）相关零件的配合精度相互配合零件的间隙或过盈量是否符合技术要求。4）相关零件的接触精度例如模具分型面的接触状态如何，间隙大小是否符合技术要求，弯曲模、拉深模的上下成形面的吻合一致性等。模具装配精度的具体技术要求参考相应的模具技术标准。8.1.3模具装配的工艺方法及工艺过程模具装配的工艺方法：互换装配法和非互换装配法。1.装配尺寸链在产品的装配关系中，由相关零件的尺寸（表面或轴线间的距离）或相互位置关系（同轴度、平行度、垂直度等）所组成的尺寸链，叫做装配尺寸链。a)装配简图b)装配尺寸链图其特征是封闭性，即组成尺寸链的有关尺寸按一定顺序首尾相连接构成封闭图形，如图8.1所示。组成装配尺寸链的每一个尺寸称为装配尺寸链环，图8.1共有5个尺寸链环，尺寸链环可分为封闭环和组成环两大类。装配尺寸链的封闭环是装配后的精度和技术要求。（1）封闭环在装配过程中，间接得到的尺寸称为封闭环，它往往是装配精度要求或是技术条件要求的尺寸，用A0表示。（2）组成环在装配尺寸链中，直接得到的尺寸称为组成环，用Ai表示。当某个组成环尺寸增大（其他组成环尺寸不变），封闭环尺寸也随之增大时，则该组成环为增环，以表示，如图8.1中A3、A4。当某个组成环尺寸增大（其他组成环不变）,封闭环尺寸随之减小时，则该组成环称为减环，用表示,如图8.1中的A1、A2。2.装配尺寸链计算的基本公式计算装配尺寸链的目的是：求出装配尺寸链中某些环的基本尺寸及其上、下偏差。1110nmiimiiAAA11min1maxmax0nmiimiiAAA11max1minmin0nmiimiiAAA1110nmiixmiissABABAB1110nmiismiixxABABAB110niiTT1110nmiimmimimAAA（8.1）（8.2）（8.3）（8.4）（8.5）（8.6）（8.7）表8.1工艺尺寸链的尺寸及偏差符号3.非互换装配法模具属于单件小批生产，而装配精度要求高，如果采用完全互换法，则相关零件的要求很高，这对降低成本不利。通常选择非互换性装配法。1）修配装配法修配法是在某零件上预留修配量，装配时根据实际需要修整预修面来达到装配要求的方法。优点：能够获得很高的装配精度，零件的制造精度可以放宽。缺点：是装配中增加了修配工作量，质量依赖工人的技术水平。图8.2所示是一注射模具的浇口套组件装配采用修配装配法时应注意：1）应正确选择修配对象。选择那些只与本装配精度有关，而与其他装配精度无关的零件作为修配对象。2）应通过尺寸链计算。既保证有足够的修配量，又不使修配量过大。3）应考虑用机械加工方法来代替手工修配。（2）修配调整法将各相关模具零件按经济加工精度制造，在装配时通过改变一个零件的位置或选定适当尺寸的调节件（如垫片、垫圈、套筒等）加入到尺寸链中进行补偿，以达到规定装配精度要求的方法称为调整装配法。1-调整垫片；2-紧楔块；3-滑块型芯图8.1.3调节装配法调整法的优点是：1）在各组成环按经济加工精度制造条件下，能获得较高装配精度。2）不需要做任何修配加工，还可以补偿因磨损和热变形对装配精度的影响。缺点是：需要增加尺寸链中零件数量，装配精度依赖工人技术水平。4.互换装配法装配时，各个配合的模具零件不经选择、修配、调整，组装后就能达到预先规定的装配精度和技术要求，这种装配方法称互换装配法。它是利用控制零件的制造误差来保证装配精度的方法。式中：δΔ—装配允许的误差（公差）；δi——各有关零件的制造公差。nii1nii1nii1互换法的优点：1）装配过程简单，生产率高。2）对工人技术水平要求不高，便于流水作业和自动化装配。3）容易实现专业化生产，降低成本。4）备件供应方便。但是互换法将提高零件的加工精度（相对其他装配法），同时要求管理水平较高。5.模具的装配工艺过程在总装前应选好装配的基准件，安排好上、下模（动、定模）装配顺序。如以导向板作基准进行装配时，则应通过导向板将凸模装入固定板，然后通过上模配装下模。在总装时，当模具零件装入上下模板时，先装作为基准的零件，检查无误后再拧紧螺钉，打入销钉。其他零件以基准件配装，但不要拧紧螺钉，待调整间隙试冲合格后再紧固。型腔模往往先将要淬硬的主要零件（如动模）作为基准，全部加工完毕后再分别加工与其有关联的其他零件。然后加工定模和固定板的4个导柱孔、组合滑块、导轨及型芯等零件，配镗斜导柱孔，安装好顶杆和顶板。最后将动模板、垫板、垫块、固定板等总装起来。图8.4装配工艺过程图8.2冲压模具的装配8.2.1冲压模具的装配工艺过程如图8.5模具，要完成该模具的装配须做好以下几个环节的工作。1.准备工作(1)分析阅读装配图和工艺过程通过阅读装配图，了解模具的功能、原理、结构特征及各零件间的连接关系；通过阅读工艺规程了解模具装配工艺过程中的操作方法及验收等内容。(2)清点零件、标准件及辅助材料按照装配图上的零件明细表、首先列出加工零件清单，领出相应的零件等进行清洗整理、特别是对凸、凹模等重要零件进行仔细检查，以防出现裂纹等缺陷影响装配；其次列出标准件清单、辅助材料清单，准备好的橡胶、铜片低熔点合金、环氧树脂、无机粘结剂等。图8.5冲孔落料级进模(3)布置装配场地装配场地是安全文明生产不可缺少的条件，所以将画线平台和钻床等设备清理干净。还将所需待用的工具、量具、刀具及夹具等工艺装备准备好。2.装配工作由于模具属于单件小批生产，所以在装配过程中通常集中在一个地点装配，装配模具可分为组件装配和总体装配。（1）组件装配组件装配是把两个或两个以上的零件按照装配要求使之成为一个组件的局部装配工作简称组装。如冲模中的凸（凹）模与固定板的组装、顶料装置的组装等。（2）总体装配总体装配是把零件和组件通过连接或固定，而成为模具整体的装配工作简称总装。总装要根据装配工艺规程安排，依照装配顺序和方法进行、保证装配精度，达到规定技术指标。3.检验检验是一项重要不可缺少的工作,它贯穿于整个工艺过程之中，在单个零件加工之后，组件装配之后以及总装配完工之后，都要按照工艺规程的相应技术要求进行检验。模具装配完工后经过检验、认定，在质量上没有问题，这时可以安排试模，通过试模发现是否存在设计与加工等技术上的问题，并随之进行相应的调整或修配，直到使制件产品达到质量标准时，模具才算合格。8.2.2冲压模具零件的组件装配1.模柄的装配模柄是中、小型冲压模用来与压力机滑块的连接的部件。（1）压入式模柄的装配压入式模柄装配如图8.6，它与上模座孔采用H7/m6过渡配合并加销钉（或螺钉）防止转动，装配完后将端面在平面磨床上磨平。（2）旋入式模柄的装配旋入式模柄的装配如图8.7，它通过螺纹直接旋入上模座板上而固定。压压入式模柄旋入式模柄凸缘模柄2.导柱和导套的装配（1）压入法装配1）导柱的装配如图8.9所示，它与下模座孔采用H7/r6过渡配合。压入时要注意校正导柱对模座底面的垂直度。图8.9压入导柱a)装导套b)压入导套l-压块；2-导柱；3-下模座图8.10导套的装配图8.11导柱、导套粘结2）导套的装配如图8.11，它与上模座孔采用H7/r6过渡配合。压入时是以下模座和导柱来定位的，并用千分表检查导套压配部分的内外圆的同轴度，并使Δmax值放在两导套中心连线的垂直位置上，减小对中心距的影响。达到要求时将导套部分压入上模座，然后取走下模座，继续把导套的压配部分全部压入。冲裁厚度小于2mm以下精度要求不高的中小型模架可采用粘结剂粘接，图8.12；或低熔点合金浇注图8.13的方法进行装配。（3）滚动导柱、导套的装配滚动导向模架与滑动导向模架的结构基本相同，所以导柱和导套的装配方法也相同。不同点是，在导套和导套之间装有滚珠（柱）和滚珠（柱）夹持器，形成（0.01~0.02）㎜的过盈配合。滚珠的直径为φ3mm~φ5mm，直径公差为0.003mm。滚珠（柱）夹持器的材料采用黄铜（或含油性工程塑料）制成，装配时它与导柱、导套壁之间各有0.35mm~0.5mm的间隙。滚珠装配的方法：1)在夹持器上钻出特定要求的孔如图8.13。2)装配符合要求的滚珠（采用选配）。3)使用专用夹具和专用铆口工具进行封口，要求滚珠转动灵活自如。3.凸（凹）模的装配装配关键在于凸、凹模的固定与间隙的控制。（1）凸模、凹模的固定方法1）压入固定法将凸模直接压入到固定板的孔中，这是装配中应用最多的一种方法，两者的配合常采用H7/n6或H7/m6。装配后须端面磨平，以保证垂直度要求。压入时为了方便，要在凸模压入端上或固定板孔入口处应设计有引导锥部分，长度为（3~5）mm即可。2）铆接固定凸模尾端被锤和凿子铆接在固定板的孔中，常用于冲裁厚度小于2mm的冲模。该方法装配精度不高，凸模尾端可不经淬硬或淬硬不高（低于30HRC）。3)螺钉紧固将凸模直接用螺钉、销钉固定到模座或垫板上，要求牢固，不许松动，该方法常用于大中型凸模的固定。图8.16铆翻固定法8.17螺钉紧固法快换式冲小孔凸模、易损坏的凸模固定方法图8.18侧压螺钉紧固形式4)低熔点合金固定如图8.19所示，是将凸模尾端被低熔点合金浇注在固定板孔中，操作简便，便于调整和维修。该方法常用于复杂异形和对孔中心距要求高的多凸模的固定，减轻了模具装配中各凸、凹模的位置精度和间隙均匀性的调整工作。图8.19低熔点含金固定形式5)环氧树脂粘结剂固定将凸模尾端在固定板孔中被环氧树脂固牢，具有工艺简单、粘结强度高、不变形，但不宜受较大的冲击。图8.20环氧树脂固定凸模的形式l-凸模固定板；2-环氧树脂；3-凸模6)无机粘结剂固定法如图8.21所示，粘结剂是由氢氧化铝的磷酸溶液与氧化铜粉末混合作为粘结剂，将凸模粘结在凸模固定板上，具有操作简单，粘接强度高，不变形，耐高温及不导电，图8.21无机粘结剂固定凸模的方法图8.21定位方法l-凸模；2-无机粘结剂；3-凸模固定板l-凸模；2-固定板；3-垫片；4-凹模；（2）凸模凹模间隙的控制1)垫片法图8.23是在凹模刃口周边适当部位放入金属垫片，其厚度等于单边间隙值，在装配时，按图样要求及结构情况确定安装顺序。一般先将下模用螺钉、销钉紧固，然后使凸模进入相应的凹模型腔内并用等高