實(shí)訓(xùn)基地產(chǎn)教產(chǎn)品沖模模架制作的技術(shù)工藝實(shí)踐

夏子敏，銀金聲，馬吉建

（廣西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西南寧530007）

選擇一種不受市場(chǎng)交貨時(shí)間影響，具有機(jī)加工各工種參與、熱加工鑄造生產(chǎn)毛坯、熱處理參與處理，并具有一定的技術(shù)難度，同時(shí)又適合學(xué)生作為實(shí)訓(xùn)加工的產(chǎn)品，一直是職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)基地所尋找的目標(biāo)。我們經(jīng)最終考慮，選擇了冷沖壓模架，納入實(shí)訓(xùn)生產(chǎn)的產(chǎn)教產(chǎn)品項(xiàng)目之一。該產(chǎn)品已納入了冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其零件結(jié)構(gòu)形式、規(guī)格和技術(shù)條件均實(shí)行了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)方面已無需考慮，產(chǎn)品已進(jìn)入市場(chǎng)運(yùn)作。作為學(xué)院實(shí)訓(xùn)基地，在工種設(shè)備方面，冷、熱加工工種具全，唯一的是要進(jìn)行制作過程的技術(shù)工藝實(shí)踐。

1 冷沖模模架制造工藝流程

按照標(biāo)準(zhǔn)模架技術(shù)要求，結(jié)合學(xué)院模具專業(yè)學(xué)生實(shí)訓(xùn)中所使用的模具型號(hào)，首先選用后側(cè)導(dǎo)柱模架，作為此次制作產(chǎn)品的項(xiàng)目。按照該模架所具有的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行鑄造木模的設(shè)計(jì)，模架中的上、下模座采用HT200鑄鐵；機(jī)加工進(jìn)行模架導(dǎo)柱（套）、上下模座加工，鉗工最后進(jìn)行裝配。模架生產(chǎn)的工藝流程是：木模設(shè)計(jì)及制作—毛坯件鑄造—熱處理（退火）—機(jī)加工（包括熱處理）檢驗(yàn)—鉗工裝配。

2 機(jī)加工制造工藝及技術(shù)要求

2.1 導(dǎo)柱

導(dǎo)柱材料為T10A碳素工具鋼。

工藝路線：棒料切斷—車外圓及端面—鉆、锪工藝孔—熱處理淬火—外圓磨削—修磨—檢驗(yàn)—裝配。

加工方法：導(dǎo)柱和導(dǎo)套是沖模的導(dǎo)向零件，其加工技術(shù)要求很高。選用的導(dǎo)柱形狀，是導(dǎo)柱伸入導(dǎo)套部分與壓入下模板部分的直徑略有不同，兩直徑由退刀槽分界。導(dǎo)柱兩端設(shè)有中心工藝孔，在加工時(shí)，可用兩頂尖頂住進(jìn)行外圓車削和磨削加工，精度較高。同時(shí)，導(dǎo)柱外圓兩端加工有R 3 mm的圓弧，這樣導(dǎo)柱壓入下模座時(shí)，可起導(dǎo)正作用，容易獲得導(dǎo)柱對(duì)下模座平面的垂直度。導(dǎo)柱與導(dǎo)套間隙按H7/h6配制，導(dǎo)柱與下模座的配合按H7/r6配制。

（1）備料，切斷。根據(jù)圖樣上導(dǎo)柱的長(zhǎng)度及直徑，選擇T10A碳素工具鋼，長(zhǎng)度留有10～15 mm的裝夾余量，直徑留有3～4 mm的切削加工余量。

（2）車削加工。車削時(shí)，車切斷面及倒R圓角，并按圖樣粗車，半精車，留0.5 mm的磨削余量。

（3）熱處理。淬火硬度為58～62 HRC（淬火后必須及時(shí)回火）。

（4）外圓磨削加工。磨削外圓時(shí)，利用外圓磨床加工。磨削后留有0.01～0.02 mm的研磨余量。

（5）研磨。為了提高表面粗糙度等級(jí)，進(jìn)行研磨加工。

2.2 導(dǎo)套

導(dǎo)套材料為T10A碳素工具鋼。

工藝路線：備料、鋸斷—車削內(nèi)、外圓（內(nèi)外配合位置留磨余量0.3～0.5 mm）—熱處理（淬火硬度為58～62 HRC）—磨削內(nèi)、外圓—珩磨—清洗—檢驗(yàn)、修正。

加工方法：

（1）備料、切斷。根據(jù)導(dǎo)套的長(zhǎng)度，選擇棒料圓鋼鋸斷，并留有適當(dāng)?shù)能噴A余量，圓鋼毛坯外圓應(yīng)有3～4 mm加工余量。

（2）車削加工。按圖加工車合外形，內(nèi)外圓有配合的位置留余磨量為0.3～0.5 mm的磨削余量。

（3）熱處理。淬火硬度為58～62 HRC（淬火后心須及時(shí)回火）。

（4）磨削加工。校正外圓，按配合要求磨合內(nèi)孔，留珩磨余量0.01～0.015 mm。然后利用芯棒管住內(nèi)孔，磨削外圓合圖配合要求。

（5）珩磨。珩磨內(nèi)孔，提高內(nèi)孔表面粗糙度等級(jí)，使導(dǎo)柱導(dǎo)套配合精度能得到提高。

2.3 上、下模座

按圖紙技術(shù)要求經(jīng)銑、磨工序加工后，關(guān)鍵是鏜孔技術(shù)。上、下模座上的導(dǎo)套、導(dǎo)柱孔，技術(shù)要求很高，含有孔的圓度、垂直度、尺寸精度、位置精度、配合精度等。按標(biāo)準(zhǔn)廠家的制作，用的是專用設(shè)備或數(shù)控設(shè)備加工；而按我們現(xiàn)有的設(shè)備，只有傳統(tǒng)的機(jī)械加工設(shè)備，很難保證產(chǎn)品的技術(shù)要求。針對(duì)這一客觀的現(xiàn)實(shí)，老師們收集資料，反復(fù)討論研究，定出了兩套較為合理的方案，在北京大立銑X5040上進(jìn)行了鉆鉸孔加工。

（1）上、下模座兩件同時(shí)配作。即兩件同時(shí)裝夾，同鉆同鉸，然后擴(kuò)、鉸上模板導(dǎo)套孔。加工完畢經(jīng)測(cè)量檢驗(yàn)符合要求，方能轉(zhuǎn)入第二個(gè)孔的加工。加工方法與第一個(gè)孔類同（如圖1所示）。

圖1 上、下模座兩件同時(shí)配作示意圖

（2）制作定位夾具裝置。在一塊墊板上先加工出一個(gè)定位孔，裝上定位銷，定位銷的上端部加工有一段錐度，用于與上定套作錐度配合。上定位套上加工有4條膨脹槽，其外圓與上模板上的導(dǎo)套孔小于0.1～0.2 mm，當(dāng)擰緊上定位套上的螺釘時(shí)，上定位套就自然地脹大，起到定位的作用。可以先制作定位夾具裝置。在上、下模板上，按圖要求各加工合一個(gè)孔，作為基準(zhǔn)，然后裝入定位夾具中，擰緊壓板螺釘，同時(shí)按照兩孔距的尺寸要求，移動(dòng)工作臺(tái)，達(dá)到要求后，鎖緊工作臺(tái)，只允許工作臺(tái)作上下進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行同鉆同鉸。這樣的加工方法，效果好，質(zhì)量高，兩孔中心距尺寸達(dá)到統(tǒng)一要求，還可以達(dá)到零件的互換性。制作定位夾具裝置如圖2所示。

圖2 制作定位夾具裝置示意圖

3 模架的裝配

3.1 裝配的技術(shù)指標(biāo)

模架的裝配，指的是導(dǎo)柱、導(dǎo)套與上、下模座的裝配。裝配成套的模架有三項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求：

（1）上模座上平面對(duì)下模座下平面的平行度；

（2）導(dǎo)柱軸線對(duì)下模座下平面的垂直度；

（3）導(dǎo)套孔軸線對(duì)上模座上平面的垂直度及導(dǎo)柱、導(dǎo)套孔的中心距離應(yīng)一致。

3.2 裝配方法

該項(xiàng)目制作的是小型模架，因此導(dǎo)柱、導(dǎo)套與上、下模座的固定，采用H7/r6過盈配合的形式。

裝配方法用壓入法。由于受設(shè)備條件所限限制，沒有壓力機(jī)，只能因地制宜，采用精密機(jī)用虎鉗裝夾壓入。壓入時(shí)，經(jīng)常利用精密刀口直角尺檢測(cè)壓入的垂直精度，確保壓入后達(dá)到垂直精度的要求。

具體的裝配方法是先壓入導(dǎo)套的裝配方法。

（1）選配導(dǎo)柱、導(dǎo)套。按模架精度等級(jí)規(guī)定的每對(duì)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的配合間隙值選配。

（2）壓入導(dǎo)套。將導(dǎo)套外圓壓入處的銳角用油石磨鈍，清洗于凈，涂上機(jī)油，先用銅棒輕輕將其敲入上模座孔口，敲進(jìn)深度約為3～5 mm后，用精密直角尺校正，然后用精密機(jī)用虎鉗壓入。在壓入過程中，不斷地檢查垂直度和轉(zhuǎn)動(dòng)位置壓入，確保受力平衡，導(dǎo)套壓入垂直，直至符合要求為止。

（3）裝入導(dǎo)柱。在上、下模間墊入兩個(gè)等高墊鐵，上模座在下，下模座在上，倒裝法。然后將導(dǎo)柱從下模座孔插入導(dǎo)套內(nèi)，用銅棒輕輕將導(dǎo)柱敲入下模座孔內(nèi)約5～6 mm，檢查下模座與等高墊鐵平面的接觸松緊是否均勻，上模座上下活動(dòng)是否良好，如果不符合，應(yīng)檢查導(dǎo)柱與下模座上平面的垂直度，調(diào)整好后，方能繼續(xù)將導(dǎo)柱敲入下模座中。

（4）敲入導(dǎo)柱。繼續(xù)將導(dǎo)柱按要求敲入下模座。

（5）檢驗(yàn)。測(cè)量模架下模座下平面與上模座上平面平行度誤差，檢查動(dòng)態(tài)精度，上模座導(dǎo)柱上、下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)和無阻滯現(xiàn)象，壓入上、下模座的導(dǎo)套、導(dǎo)柱應(yīng)牢靠，不可松動(dòng)。導(dǎo)柱固定端端面，應(yīng)相對(duì)于下模座底面內(nèi)陷1～2 mm；導(dǎo)套固定端端面低于上模座上平面1～2 mm。

4 結(jié)束語

在該模架項(xiàng)目的制作過程中，共制作了20套。經(jīng)檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。通過模架制作過程的技術(shù)工藝實(shí)踐，從木模設(shè)計(jì)到零件的加工工藝，別是零件的銑削、夾具裝置的設(shè)計(jì)等方面，我們都受益匪淺，為今后的實(shí)訓(xùn)教學(xué)及開展產(chǎn)學(xué)研的工作奠定了良好的基礎(chǔ)。

[1]彭建聲，秦曉剛.模具技術(shù)問答[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[2]許發(fā)樾.模具鉗工工藝[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[3]杜文寧.模具鉗工工藝與技能訓(xùn)練[M].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2002.