大型復雜多工位級進模裝配工藝研究*

陳志平，徐 騰，夏琴香，邱遵文

（1.廣東科龍模具有限公司，廣東佛山 528303；2.華南理工大學機械與汽車工程學院，廣東廣州 510641）

大型復雜多工位級進模裝配工藝研究*

陳志平1，徐 騰2，夏琴香2，邱遵文1

（1.廣東科龍模具有限公司，廣東佛山 528303；2.華南理工大學機械與汽車工程學院，廣東廣州 510641）

工程實際對大型復雜多工位級進模裝配質量及裝配工藝方法有著極其嚴格的要求。針對大型復雜多工位級進模的裝配要求進行了敘述，并進一步根據生產實踐經驗對裝配過程中的裝配準備工作、工藝流程安排、裝配操作要點進行了論述和總結，對大型復雜多工位級進模的裝配工作具有一定的指導作用。

多工位級進模；裝配要求；工藝流程；操作要點

0 前言

隨著汽車工業的迅猛發展，多工位級進模因其“高精度、高效率、高壽命”的獨特優點在汽車零部件加工中得到了廣泛應用，大尺寸、結構復雜零部件也開始使用多工位級進模進行成形，目前在汽車零部件多工位級進模技術領域，大型復雜多工位級進模工位數可達幾十個，最大長度可超過6 m，單套模具重達100 t[1-2]。多工位級進模的裝配工藝方法及裝配質量將直接影響級進模沖壓穩定性、制件精度和模具壽命[3-4]，故實際生產對級進模，尤其是大型復雜級多工位進模裝配工藝有著極高的要求。

本文首先對大型復雜多工位級進模的裝配工藝及要求進行敘述，然后根據生產實踐經驗對裝配過程中的準備工作、工藝流程及工序安排、操作要點等進行了總結，本文的研究將對大型復雜多工位級進模的裝配工作起到較強的實際指導作用。

1 大型復雜多工位級進模的裝配要求

1.1 級進模外觀和安裝尺寸要求

模具外觀質量將直接影響沖壓件成形質量及工人的操作安全；為保證級進模的裝配質量及精度，還要求模具零件尺寸保持在設計加工的尺寸范圍[5]。級進模外觀和安裝尺寸要求主要包括：

（1）模具外露部分銳角應倒鈍，安裝面應光滑平整，螺釘、銷釘頭部不能高出安裝基面，并無明顯毛刺及擊傷痕跡[6]；

（2）模具的閉合高度、安裝于壓力機上的各配合部位尺寸，應符合選用設備的規格；

（3）裝配后沖模應刻有模具編號和產品零件圖號，并設有起吊孔。

1.2 總體裝配精度要求

模具裝配是級進模具制造中的關鍵過程，為獲得良好的裝配質量和精度，除了需嚴格控制模具各裝配零件的加工制造尺寸和精度外，還應對模具裝配精度提出以下要求[7]：

（1）模具各零件的材料、幾何形狀、尺寸精度、表面粗糙度和熱處理硬度等均應符合圖紙要求，各零件的工作表面不容許有裂紋和機械損傷；

（2）模具裝配后，必須保證各零件間的相對位置精度，如模板之間的平行度，以及凸凹模同其固定板間的垂直度等；

（3）模具的所有活動部位，應保證位置準確、配合間隙適當、動作可靠、運動平穩；

（4）模具的緊固零件，應牢固可靠，不得出現松動和脫落；

（5）模具在裝配后，上模座沿導套上、下移動時，應平穩無滯澀現象，導柱與導套的配合精度應符合規定標準要求，且間隙均勻；

（6）裝配后的凸模與凹模間隙應均勻，并符合圖樣上的要求；

（7）制件沖壓時，定位要準確、可靠、安全；

（8）裝配后，要確保送料、出件、廢料排出順暢。

2 級進模裝配前的準備工作

為了使級進模的裝配工作得以順利進行，在進行裝配前須徹底熟悉模具的總體裝配工藝規程，檢查核對模具零件并準備好標準件及相關材料，以及掌握模具驗收技術條件[8]。級進模裝配前應著手的準備工作主要包括：

（1）認真閱讀產品圖紙、工序圖，了解產品的材料特性及關鍵尺寸公差、外觀要求等；

（2）仔細閱讀模具裝配圖、排樣圖等，掌握模具的裝配關系、裝配技術要求、配用設備等，對不清楚的、發現錯誤的、判斷可能出現的失效，要及時與模具設計人員溝通；

（3）對照模具裝配圖零件明細表，檢查、清點模具零件是否配套齊全；

（4）仔細檢查模具零部件，了解模具零件圖紙的異常處理信息，注意檢查模具主要零部件的尺寸、配合、外觀質量等，防止不合格的零件進入裝配；

（5）所有模具零件要進行合理的消磁處理，消磁方法為：小零件放在消磁器上來回推3～5次，對于大零件，使用消磁器在零件上來回運動，直到磁性完全消失；

（6）所有淬火過的螺紋孔必須用絲錐重攻一次，消除淬火引起的螺紋變形；

（7）按圖紙及相關要求嚴格進行拉深模、壓形模、翻邊模等成形模的凸、凹模、壓料板工作表面的拋光工作，達到模具要求的表面粗糙度要求；

（8）按圖紙及相關規范完成模具零件非工作邊的倒鈍（一般為C2～C3），清理毛刺、清潔零件表面；

（9）對照模具標準件清單，檢查標準件是否按要求準備到位。

3 級進模裝配工藝流程及工序

3.1 級進模裝配工藝流程

多工位級進模具的裝配工藝流程通常為：上、下模架的裝配→凸、凹模間隙、型面的檢配→下模的裝配→上模的裝配→上、下模的合裝→進入試模（對于成形模、級進模成形部分，裝配檢查無干涉后，要先試沖出初始樣件，再在FIT模機上飛模合格后，才能上機試模出樣件），中間根據具體情況穿插部分零件的組合加工[9]。級進?；窘Y構如圖1所示。

圖1 級進模基本結構

3.2 裝配各工序的要求

模具裝配圖樣和技術要求，將模具零件按一定的工序順序進行配合、定位、連接、固定等使其成為一體，最終成為完整的模具結構。各裝配工序的偏差均將對模具整體裝配精度造成影響。

（1）組合加工：根據加工工藝要求，需進行組合加工的零件要優先安排裝配配送加工，保證加工進度。各零件在組合加工前必須打定位銷孔，并按圖紙檢查零件，保證配裝到位。

（2）上、下模架的裝配：首先按圖安裝模板吊耳，要求吊耳擰緊到位，安全可靠；以模板上的導柱、導套安裝孔或銷孔為基準配裝導柱、導套及其附件；合上、下模架，用紅丹檢查導向件是否均勻配合，若配合不良，則需調整；按模架圖裝配上、下模筋板、裝夾板等，檢查筋板是否與導柱、模板廢料孔干涉。

（3）凸、凹模間隙、型面的檢配：按圖紙要求的間隙用塞尺、切紙逐件配對檢查沖裁凸、凹模間隙，用紅丹墊料片、鉛絲檢查成形模的型面配合及間隙，若間隙不均勻或型面干涉，則要加工返工或修配，要求成形模型面配合的研合率達到85%以上。

（4）下模的裝配：按照圖紙以下模板上的定位基準（定位銷孔、定位鍵等）依次配裝墊板、固定板、下模（凸、凹模）或下模鑲件、退料板等。注意檢查下模鑲件同固定板的配合是否符合圖紙H7/m6的配合要求；注意暫不安裝退料板彈簧，以便合模后檢查是否有干涉問題存在；針對個別需要配鉆孔的區域，應先檢查打點位置后再鉆孔配裝。

（5）上模的裝配：按照圖紙以上模板上的定位基準（定位銷孔、定位鍵等）依次配裝墊板、固定板、上模（凸、凹模）或上模鑲件、退料板等；部分上模刃口（工藝要求的上模板定位銷未加工部分），以下模為基準調配間隙裝配。注意檢查上模鑲件同固定板的配合是否符合圖紙H7/m6的配合要求；注意安裝退料板彈簧前務必先檢查合模后是否存在干涉問題；并按配裝位置在相應點分配鉆孔以便于配裝。

（6）上、下模的合裝：將上、下模慢慢合模，仔細檢查各部位是否有干涉。打開后裝上卸料板彈簧、卸料螺釘、浮料機構等，再次合模進入試模階段。

（7）拋光：工作面型配完成后對工作表面進行拋光，要求第一次試模前達到看不到加工刀紋的標準。試模完成后，根據制件情況對成形凸模、凹模、壓邊圈等進一步拋光。表面粗糙度達到Ra0.2，如圖2所示。

（8）運動部件的裝配：斜楔滑塊等運動部件，通?？刂婆浜祥g隙為0.01～0.02 mm，要求滑動自如，沒有阻滯感及晃動。注意斜鍥滑塊各導軌面、摩擦面應涂潤滑油。如圖3所示。

圖2 模具型面拋光示例

圖3 斜鍥滑塊示例

（9）螺釘、銷釘裝配：所有螺絲不能強行擰入、爛牙，嚙合長度至少為1.5倍的螺紋直徑。螺釘應達到要求的擰緊力矩（用定力矩扳手檢查），嚴防螺釘未擰緊及滑牙、偏心錯位。所有螺絲頭須低于模板面，沖裁部分的螺絲頭必須低于模面3 mm。銷釘與銷孔按H7/m6過渡配合要求配制，銷釘配制既不能過緊，又不能過松，保證裝拆自如。上模板及鑲件的外露銷釘需加彈簧堵塞防掉。

4 大型精密級進模裝配操作要點

級進模裝配過程涉及到的型面配模、凸凹模卸料板的裝配、料帶導正銷的安裝、鉆孔、制件定位及其他零件的安裝、調整和裝拆操作[10-11]時應注意的事項主要包括以下方面。

（1）型面配模

模具型面指凸凹模閉和狀態時接觸的部分，是影響沖壓成形質量的重要決定因素，模具型面裝配過程主要應注意以下要點。

1）對于成形工步，經裝配檢查無干涉后，要先上機試沖出2件初始樣件，再在合模機上開始fit模。fit模方法是：選擇上模為基準來配，上模型面先進行粗拋光，然后在合模機上進行下模的研配，此時壓邊圈、彈簧等均不裝配。先在制件正反面均勻涂上紅丹或藍丹，再放入下模的相應位置，加載合適壓力進行合模。打開合模機，檢查上、下模型面紅丹印情況，其間要用修磨工具不斷修磨下模型面，使上、下模型面紅丹均勻布滿，達到研合率85%以上為合格，如圖4、圖5、圖6所示。

圖4 成形下模

圖5 成形上模

圖6 制件正反面涂紅丹圖片

2）上下模型面配模完成后，開始配上模壓邊面與壓邊圈型面，此時可將下模型芯拆除，采用同樣的方法進行研磨。

3）研磨好后，將其余零件裝配完成，并上機試模。試模調試過程中，在試制件上下兩個面均勻涂滿紅丹，檢查上、下模型面貼合情況。如圖7所示，級進模在試模過程中涂紅丹，在料帶上檢查模具各部分的貼合情況。

4）試模完成后，再進行型面的加硬處理，如火焰噴火、TD處理等，此時由于熱處理局部產生變形，型面配合仍會產生誤差，還要進行修配。由于型面已熱處理，可通過修配鑲件底面或墊片，使型面研合率達85%以上。只有經過精心研磨，模具生產的制件質量才能穩定。

圖7 制件正反面涂紅丹圖片

（2）凸凹模卸料板的裝配

沖裁及成形凸凹模同卸料板的間隙控制單邊為0.3 mm。如圖8所示，配模時涂紅丹或用塞尺檢查凸凹模同卸料板之間的間隙。如間隙過緊則立即返工卸料板。

圖8 紅丹檢查凸模同卸料板間隙

（3）料帶導正銷的安裝

首先要檢查各導正銷的步距是否符合圖紙要求，裝配時要確保各步距符合要求，否則要進行返工。導正銷安裝在上模固定板上。合模狀態時，導正銷露出上壓料板壓料面直線段不超過1.5倍的料厚，如圖9所示。

圖9 級進模導正銷安裝示例

（4）鉆孔（一般在機加工工段已完成，鉗工只鉆部分配鉆的孔）

1）卸料螺釘的沉頭孔：要求嚴格按圖紙保證沉孔深度一致。如深淺不一，會導致卸料螺釘與模板各部分配合的松緊程度不一致，沖壓過程中易發生卸料螺釘掉下的問題。

2）彈簧孔：要求倒角，否則將導致彈簧壓縮過程中刮傷嚴重，彈簧易斷。彈簧安裝孔的深度公差為±0.1 mm，孔的直徑單邊間隙不小于0.5 mm。

（5）制件定位的安裝：先按圖預裝定位，試模確定位置尺寸后調整定位銷的大小或定位塊的位置，定位塊確定位置后要求加銷釘固定。

（6）彈簧的安裝：要加彈簧定位桿，保證彈簧運動自如，尤其對壓縮量較大的彈簧；要求采用標準彈簧，不允許采用改制彈簧；注意彈簧要有安全防護裝置；檢查普通彈簧預壓不小于2 mm，氮氣彈簧不允許有預壓。

（7）浮料塊（銷）的安裝：控制無導柱浮料塊雙邊間隙0.05～0.08 mm，要求裝配后運動自如，不能有阻滯現象。

（8）鑲件裝拆要求：裝配時考慮裝拆方便，要求配合的小鑲件或超過5 kg的鑲件必須有起吊工藝螺孔，小鑲件可考慮在沉孔的過孔中加起吊牙，大板要求4個M16以上的工藝起吊螺孔。

（9）模具調整墊片的相關要求

原則上，模具的凸凹模鑲件、固定板、墊板、限位柱的底部不得墊薄片。模具結構上需要調整高度的部位，設計時應考慮增加調整墊片，裝配時鉗工通過修磨調整墊片配模，不允許焊接修模。

由于模具更改、調試需要調整凸凹模鑲件高度的，可通過墊相應厚度（大于1 mm）的墊片來解決，墊片大小應與凸、凹模底部形狀一致，并加工出螺釘、銷釘過孔。且墊片需點焊防止拆模時掉落，特別注意不得墊零星碎墊片。墊片材料同凸凹模材料一致。

5 結束語

本文針對大型復雜多工位級進模的裝配關鍵問題、工藝流程及操作要點等進行了系統闡述和歸納，以指導級進模具裝配工人正確執行模具裝配步驟，快速高效率地裝配出合格的、高質量的模具，實現其“工業之母”的功能。在大型復雜多工位級進模實際裝配過程中，應嚴格參照以上要求執行，才能基本保證模具裝配的質量達到要求，裝配制作出合格的多工位級進模。

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Assembly Technique of Large Complex Multi-Position Progressive Die

CHEN Zhi-Ping1，XU Teng2，XIA Qin-xiang2，QIU Zun-wen1
（1.Guangdong Kelon Mould Co.，Ltd.，Foshan 528303，China；2.School of Mechanical and Automotive Engineering，South China University of Technology，Guangzhou510641，China）

Quality and technical process of the assembly of large complex multi-position progressive dies are strictly required in engineering practice effectively.Assembly requirements of large complex multi-position progressive dies are described in this paper; preparatory work，technological processes arrangement and operation essentials during the assembly are further discussed and summarized based on the experiences in production，which is of great practical significance to the assembly of large complex multi-position progressive dies.

multi-position progressive die；assembly requirement；technological processes；operation essentials

TG385

A

1009－9492(2014)08－0036－05

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.08.011

陳志平，男，1966年生，湖北黃岡人，大學本科，工程師。研究領域：機械制造工藝與設備。已發表論文6篇。 (編輯：向飛)

*廣東省中國科學院全面戰略合作項目（編號：2012B091100251）

2014－06－03