手表主夾板精沖孔模具結構改進

趙魯燕 桂林電子科技大學職業(yè)技術學院，廣西 北海 536000

手表主夾板精沖孔模具結構改進

趙魯燕 桂林電子科技大學職業(yè)技術學院，廣西 北海 536000

針對手表主夾板精沖孔模結構進行改進，并對凸模固定板中少數坐標位置度超差孔進行精度修正，提高了手表主夾板精沖孔模具的沖孔坐標位置度精度及工作穩(wěn)定性。

坐標位置度；精沖孔；精度修正

引言

機械手表生產屬高技術、高精度的儀表生產行業(yè)，機械手表結構復雜，與其他生產性行業(yè)相比具有生產周期長、加工難度大、精度高等特點。特別是手表主夾板，其作用相當于一臺復雜機器基座，在所有手表零部件中加工工藝最復雜、加工難度最大。除表殼和表帶外，幾乎所有零手表部件均安裝在主夾板上。

通常，機械手表主夾板有37個孔，其中有16個孔坐標位置度為φ0.016 mm、10個孔坐標位置度為φ0.02 mm、2個孔坐標位置度為φ0.06 mm，沖孔后各孔出刀口不允許有毛刺。為保證孔系統坐標位置精度，一般選擇一次精沖完成。但由于生產主夾板板料材質不均，粗沖孔工序中某些孔位置度超差，致使精沖孔工序加工余量不足，此外所用模具結構存在的缺陷加劇了精沖孔坐標位置度波動。主夾板精沖孔后，多數孔坐標位置度往往達不到工藝圖紙規(guī)定的技術要求，嚴重影響機械手表走時精度和走時延續(xù)性，成為長期制約手表質量提高的技術瓶頸。

1 主夾板結構分析

實際生產中，造成主夾板精沖孔各孔系統坐標位置度超差的主要原因是粗沖孔模具和精沖孔模具結構缺陷。長期以來，國內各類機械手表主夾板生產中，粗沖孔模和精沖孔模常采用蘇聯結構（簡稱蘇式結構）模具。該模具凸模為護套式凸模，凹模為組合式凹模，凹模為圓筒凹模壓入凹模座而成。蘇式結構模具具有凸模剛度好、凸凹模易更換、便于維修等特點，特別適合沖制孔徑小、孔深長的細長孔。但在沖制手表主夾板坐標位置度要求高的工件孔時，常存在以下缺陷：

1）護套與凸模之間采用間隙配合，沖孔時凸模在護套內會有晃動，沖裁位置度要求很高的孔時，易造成所沖孔坐標位置度波動大；

2）凸模直身部分較長，沖孔時易彎曲、剛度差。若粗沖孔加工孔坐標位置度不理想或坐標超差時，易造成精沖孔預留量不足，加之板料材質分布不均，易使精沖孔坐標位置度超差嚴重。

3）凹模是將圓筒形凹模壓入凹模座而形成。凹?？鬃鴺宋恢枚壬弦状嬖诜e累誤差，在將圓筒形凹模擠壓進凹模座時，凹?？卓跁a生坐標偏移影響精沖孔坐標質量。

2 改進措施

2.1 凸模結構改進

圖1 凸模結構改進示意圖

如圖1所示，對蘇式結構精沖孔模進行結構改進，由護套式改進為軸臺式結構。軸臺式凸模工作部分H長度只預留凸模沖入工件深度外加凸模刃磨余量，避免了凸模與護套有間隙、凸模的晃動，改善了沖頭直身長、沖孔時易彎曲等缺陷。

2.2 凸模材料更換

凸模材料由高速鋼改為硬質合金鋼YG6以增加凸模剛度，凸模固定板材料選用CrWMn，熱處理硬度HRC58-60。凸凹模固定板間采用過盈配合，過盈量0～0.002mm。改進后凸模剛度、強度、耐磨性和壽命等均大大增加。沖孔時不易抖動和彎曲，即使在精沖孔余量不足的情況下，也不會產生較大孔坐標位置度偏移，沖孔質量和穩(wěn)定性均得以提高。

2.3 凹模結構改進

圖2 凹模結構改進示意圖

如圖2所示，凹模結構由壓入式結構改進為整體結構，凹模材料選用CrWMn。整體式凹模結構加工工藝如下:

1）利用凸模在凹模上壓印各凹?？祝?/p>

2）精密鏜床按各孔坐標位置預鉆孔；

3）反面擴鉆各孔、保證預鉆孔預留3mm長度；

4）預鏜各孔，凹模孔留有0.1mm加工余量；

5）凸模壓切各凹?？卓诔尚危?/p>

6）凹模熱處理：硬度要求HRC58-60。

上述凹模加工工藝有兩大技術特點：凹?？卓谟赏鼓呵谐鰜?，凸凹模間為零間隙，沖孔時不易偏斜；精沖各孔后孔出刀口毛刺極小，且各孔坐標位置度高、穩(wěn)定性好。

2.4 改進凸模固定板制作工藝

1）采用精磨鏜床在凸模固定板上預鉆各孔；

2）熱處理：硬度要求HRC58-60；

3）端面磨平：平行度0.01mm、表面粗糙度Ra0.4μm；

4）慢走絲線切割加工各孔，要求一定的位置度、垂直度、孔徑公差等；

5）檢驗各孔坐標位置度，如仍有坐標位置度超差，可增設精磨工序修正，具體措施如下：

①選擇高精度車床，制作專用夾具

專用夾具制作如圖3所示，夾具結構與車床卡盤相似,夾具一端與車床主軸相接，另一端加工成帶有波紋圈的圓平面。在波紋平面相應位置鉆攻兩個螺紋孔用于安裝凸模固定板的壓緊板。夾具需進行熱處理，硬度要求為HRC43-48，最后磨平。波紋圈平面度要求0.015mm以內，表面粗糙度要求Ra0.4μm，可有效減少模固定板平面與夾具波紋圈平面接觸面積、提高接觸平行度。波紋圈平面與車床主軸垂直度在直徑φ150 mm平面范圍內要達到0.015mm，使精磨修正的各孔與固定板上平面的垂直度滿足要求。

圖3 主夾板專用夾具制作

圖4 高速風動磨頭

② 安裝高速風動磨頭

取下高精度車床的方刀架，換裝圖4所示高速風動磨頭，安裝時需仔細調整高速風動磨頭主軸與夾具波紋圈平面垂直度，要求橫向進給全程(約8～10 mm)垂直度為0.005mm。高速風動磨頭轉速調至5～8萬轉／分，轉速太高易燒壞磨頭或使其產生振動。磨頭橫向進退距離，以正好磨完整個孔配合面為宜，縱向進給約0.01 mm/次，進給量過大會使孔壁產生較大錐面。

③ 精磨修正各坐標位置度超差孔

安裝凸模固定板前先去除凸模固定板平面毛刺，并對凸模固定板平面進行研磨，然后用汽油清洗夾具波紋平面和凸模固定板。初裝夾凸模固定板時不要夾得太緊，以便調整加工孔裝夾位置。調整孔位置方向與孔坐標偏差方向相反,偏差距離大小相等。調整好后要慢慢扭緊夾緊板，使凸模固定板在刃磨修正超差孔過程中不產生偏移。

3 改進效果分析

實踐證明，經過以上結構改進，主夾板粗沖工序、主夾板精沖工序各孔的加工質量均得以大幅提高，滿足了生產工藝要求。

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Structure of watch main splint is introduced,according to the structure of watch main split precision punching hole and some holes with common quality defects coordinates positional tolerance in punch-retainer plate are modified, coordinates position degree and precision punching hole operation stability of the main split are greatly improved.

Coordinates position degree; Precision punching hole;Accuracy correction

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.082