第7章 模具装配工艺

第7章模具装配工艺7.1概述7.2模具的装配精度及装配方法7.3装配尺寸链7.4模具装配的工艺过程7.5模具间隙及位置的控制7.6模具零件的固定及连接7.7模具装配的调试与修整7.8模具装配示例第7章模具装配工艺7.1概述模具装配过程称为模具装配工艺过程。模具装配图及验收技术条件是模具装配的依据，构成模具的所有零件，包括标准件、通用件及成型零件等符合技术要求是模具装配的基础。但是，仅有合格的零件，不一定能装配出符合设计要求的模具，合理的装配工艺及装配经验也很重要。模具装配过程是模具制造工艺全过程中的关键工艺过程，包括装配、调整、检验和试模。7.1概述在装配时，零件或相邻装配单元的配合和连接，均须按装配工艺确定的装配基准进行定位与固定，以保证它们之间的配合精度和位置精度，从而保证模具凸模与凹模间精密均匀的配合，模具开合运动及其他辅助机构(如卸料、抽芯、送料等)运动的精确性，进而保证制件的精度和质量，保证模具的使用性能和寿命。要分析产品有关组成零件的精度对装配精度的影响，就要用到装配尺寸链。7.2模具的装配精度及装配方法模具的装配精度一般由设计人员根据产品零件的技术要求、生产批量等因素确定。对于冲模而言，主要由凸凹模间隙、上下模座底面的平行度及导柱导套配合精度等因素确定；对于型腔模而言，主要由凸凹模间隙、动定模座底面的平行度及导柱导套与其固定板的垂直度、导柱导套、顶杆与顶杆孔、卸料板与凸模的配合精度等因素确定。模具的装配精度可以概括为模架的装配精度、主要工作零件以及其他零件的装配精度。冲模与塑料模的装配方法类似，这里主要介绍冲模装配。7.2模具的装配精度及装配方法7.2.1冲模的装配精度及装配方法1．冲模的装配精度(1)制件精度和质量制件精度和质量要求是进行冲模设计、确定冲模精度等级的主要依据，是确定凸凹模成形零件的加工精度、选取模具标准零件的精度等级、控制模具装配精度和质量的主要依据。(2)冲裁间隙及其均匀性冲裁模中凸凹模之间的间隙值及间隙的均匀性，是确定模具精度等级的主要因素。冲裁间隙值Z越小，间隙的均匀性要求越高，上下模导向运动精度要求就越高，即上下模定向运动的导向精度与间隙值Z及其均匀性成正比。导向副滑动配合的极限偏差δ的计算关系式为：δ＝k(Z±Z’)Z’——间隙值的许用变动量；Z——单边冲裁间隙值实际生产中，冲裁间隙常用经验公式：Z=(0.06-0.15)t(t为板厚)；k——导柱外径与导柱、导套配合长度之比。第7章模具装配工艺(3)冲模凸凹模装配精度要求根据《冲模技术条件》(GB／T12445)，凸模在装配时，对上下模座基准面的垂直度偏差须在凸凹模间隙值的允许范围内。推荐的垂直度公差等级见表7-1。7.2模具的装配精度及装配方法(4)冲件产量冲件产量是确定模具结构形式、模具精度等级的另一重要因素。批量大就要求模具使用寿命长，模具的精度就相对要高。为保证模具的使用寿命和性能，适应冲件产量的要求，一些高寿命模具的凸、凹模常采用拼合结构，其拼合件应为完全互换性零件。因此这些拼合件的精度，比一般模具的精度须高1个等级。2．冲模的装配方法根据模具的产量和装配的精度要求等因素确定。（1）互换装配法：利用控制零件的制造误差来保证装配精度的一种方法。其原理是：各个零件的公差之和≤允许的装配误差。优点：①装配过程简单，生产率高；②对工人技术水平要求低，便于流水作业和自动化装配；③易于实现专业化生产，降低成本；④备件供应方便。缺点：提高了零件的加工精度，也就提高了对加工设备的要求和工人技能水平的要求。7.2模具的装配精度及装配方法7.2模具的装配精度及装配方法2．冲模的装配方法（1）互换装配法完全互换法：在装配时各配合零件不经修理、选择和调整即可达到装配精度要求。对零件加工精度要求高，适用于大批量生产、高精度、少环尺寸链。各有关零件的制造公差之和小于等于装配公差。不完全互换法：按有关零件公差值的平方之和的平分根小于或等于装配公差，这样可使尺寸链中各组成环的公差增大，零件的加工变得容易和经济。但这样使得少量的零件需返修和作废不能互换。11211...nniiTTTTT（2）选配装配法：直接选配法：有关零件按经济精度加工，由操作者从中挑选合适的零件装配。多用于装配节拍时间要求不高的中心批生产。分组装配法：在成批和大量生产中，将产品各配合副零件按实测尺寸分组，装配时按组进行互配以达到装配精度的方法复合选配法：加工后的零件，先测量分组，装配时再在各对应组内挑选合适的零件进行装配。选配装配法应注意几点：每组配合尺寸的公差要相等，以保证分组后各组的配合精度和配合性质都能达到原来的设计要求分组不宜过多，否则零件的测量、分类工作复杂不宜用于组成环很多的装配尺寸链，否则会使装配工作复杂化7.2模具的装配精度及装配方法2．冲模的装配方法（3）修配装配法：修去指定零件的预留修配量以达到装配精度的方法。模具制造中常用的装配方法，既可以适当降低相关零件的制造精度又可以保证模具的总装精度要求。如：凸、凹模的配合加工，导柱导套的配合加工等。按件修配法：在装配尺寸链的组成环中预先指定一个零件作为修配环，装配时再修配改变其尺寸以满足装配合并加工修配法：两个和以上零件装配后再修配自身加工修配法：用产品自身所具有的加工能力对修配件进行加工达到装配精度的要求，如刨床工作台面。（4）调整装配法：在装配时改变可调整零件的相对位置和选用合适的调整件以达到装配精度的方法。7.2模具的装配精度及装配方法2．冲模的装配方法（4）调整装配法可动调整法：在装配时通过改变一调整件的位置来达到装配精度的方法固定调整法：在装配过程中，选用合适的调整件来保证装配精度的方法。7.2模具的装配精度及装配方法7.2.2注射模装配精度及装配方法塑料注射模装配精度的要求1.塑件精度和质量：影响其精度与质量的主要因素为塑件收缩率、模具型腔的设计精度及模具结构的合理性。因此，塑件的尺寸精度和质量是确定与控制模具设计、零件制造和模具装配精度与质量的主要依据。模具型腔与型芯的设计与制造公差，一般为塑件尺寸公差的1/4。7.2模具的装配精度及装配方法2.塑料注射模的精度等级及技术要求：根据GB/T12556.2—1990，以模架主要分型面闭合面的贴合间隙值分为：I级：0.02mm；II级：0.03mm；III级：0.04mm。主要模板组装后基准面移位偏差值分别为：I级：0.02mm；II级：0.04mm；III级：0.06mm。3.注射模装配方法：同冲模7.3装配尺寸链尺寸链——在机械制造过程中，为了研究和分析设计尺寸和工艺尺寸（装配尺寸）之间的相互关系，把有关尺寸首尾相接，连成的一个尺寸封闭图称为尺寸链。尺寸链分为工艺尺寸链和装配尺寸链。工艺尺寸链——用于零件加工过程中，设计基准和工艺基准不重合时设计尺寸和工艺尺寸的换算。7.3装配尺寸链尺寸链的计算方法极限法(极大极小法)：是以尺寸链中各环的极限尺寸来进行计算的。但未充分考虑零件尺寸的分布规律，以致当装配精度要求较高或装配尺寸链的组成环数较多时，计算出各组成环的公差过于严格，增加了加工和装配的困难。在小批量模具生产中采用。概率法：在大批量生产的情况下采用。7.3装配尺寸链极限法解装配尺寸链尺寸链的建立：按照尺寸链原理，在建立和解算装配尺寸链时应注意以下几点组成环为标准件：公差大小和位置已知。组成环为公共环：公差大小和公差带位置应根据精度要求最高的装配尺寸链来决定。其他组成环的公差大小与分布应视各环加工的难易程度予以确定：对于尺寸相近、加工方法相同的组成环，可按等公差值分配；对于尺寸大小不同、加工方法不一样的组成环，可按等精度(公差等级相同)分配；加工精度不易保证时可取较大的公差值等。7.3装配尺寸链在建立和解算装配尺寸链时应注意以下几点一般公差带的分布可按“入体”原则确定，并应使组成环的尺寸公差符合国家公差与配合标准的规定。对于孔心距尺寸或某些长度尺寸，可按对称偏差予以确定。在产品结构既定的条件下建立装配尺寸链时，应遵循装配尺寸链组成的最短路线原则(即环数最少)，即应使每一个有关零件(或组件)仅以一个组成环来加入装配尺寸链中，因而组成环的数目应等于有关零部件的数目。7.3装配尺寸链极限法解装配尺寸链尺寸链的分析计算图7.7装配尺寸链1—定模；2—滑块如图塑料模的锁紧结构，合模后必须留有一定间隙L0，才能确保锁紧力，使半圆滑块密合。如已知设计要求合理间隙在0.18-0.30mm，即，确定其它零件的制造公差和装配尺寸公差。30.018.00L7.3装配尺寸链计算步骤：①确定封闭环。②确定各组成环的性质（增环或减环）。③校核或计算各组成环的基本尺寸④公差计算与分配，按照入体原则，将总装尺寸L1定为可调整尺寸，其它公差均匀分配。⑤校核装配间隙，确保设计要求。第7章模具装配工艺7.4模具装配的工艺过程模具的装配不同于一般机械产品的装配，属于单件小批量装配的生产类型，一般的装配过程为先按一定的顺序装配组件或部件，然后将组件和部件进行组装、调试和试冲，直到合格为止。模具装配的主要内容：选择装配基准、组件装配、调整修配和总装、研磨抛光、检验和试冲等环节。7.4模具装配的工艺过程在总装前应选好装配的基准件，安排好上下模装配顺序。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，然后通过上模装配下模。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固紧。7.4模具装配的工艺过程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。模具装配工艺过程7.5模具间隙及位置的控制1.凸凹模间隙的控制：装配时总是根据图纸要求先选择其中某一主要件（如凸模、凹模）作为装配基准件，以该件为基准，用找正间隙的方法来确定其他零件的相对位置，以确保其相互位置的准确性和间隙的均匀性。7.5模具间隙及位置的控制控制间隙均匀性的几种方法：1）测量法：将凸模和凹模分别用螺钉固定在上下模板的适当位置，将凸模插入凹模内，用厚薄规（塞规）检查凸凹模之间的间隙是否均匀，根据结果进行校正，直至间隙均匀后再拧紧螺钉、配作销孔及打入销钉。2）透光法：透光法是凭肉眼观察，根据透过光线的强弱来判断间隙的大小和均匀性。有经验的操作者凭透光法来调整间隙可达到较高的均匀程度。7.5模具间隙及位置的控制控制间隙均匀性的几种方法：3）试切法：当凸、凹模之间的间隙小于0.1mm时，可将其装配后试切纸(或薄板)。根据切下制件四周毛刺的分布情况(毛刺是否均匀一致)来判断间隙的均匀程度，并作适当的调整。7.5模具间隙及位置的控制控制间隙均匀性的几种方法：4）垫片法：在凹模刃口四周的适当地方安放垫片(纸片或金属片)，垫片厚度等于单边间隙值，然后将上模座的导套慢慢套进导柱，观察凸模是否顺利进入凹模与垫片接触，由等高垫铁垫好，用敲击固定板的方法调整间隙直至其均匀为止，并将上模座事先松动的螺钉拧紧。放纸试冲，由切纸观察间隙是否均匀。不均匀时再调整，直至均匀后再将上模座与固定板同钻，铰定位销孔并打入销钉。7.5模具间隙及位置的控制图7.3凹模刃口处用垫片控制间隙(a)放垫片(b)合模观察调整7.5模具间隙及位置的控制控制间隙均匀性的几种方法：5）镀铜(锌)法：在凸模的工作段镀上厚度为单边间隙值的铜(或锌)层来代替垫片。由于镀层均匀，可提高装配间隙的均匀性。镀层本身会在冲模使用中自行剥落而无需安排去除工序。6）涂层法：与镀铜法相似，仅在凸模工作段涂以厚度为单边间隙值的涂料(如磁漆或氨基醇酸绝缘漆等)来代替镀层。7.5模具间