模具裝配是模具制造的最后環(huán)節(jié),屬單件小批量生產(chǎn)類型,具有工藝靈活,工序集中,以手工操作為主,對(duì)操作工人要求有一定的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)的特點(diǎn),主要的工作內(nèi)容有:選擇裝配基準(zhǔn)、組件裝配、調(diào)試、修配、總裝、研磨拋光、檢驗(yàn)、試模等環(huán)節(jié),其裝配過程稱為模具裝配工藝過程。裝配質(zhì)量的好壞直接影響到制件質(zhì)量、模具的使用、維修及模具壽命。
根據(jù)模具裝配圖樣和技術(shù)要求,按照模具裝配工藝規(guī)程,將符合圖樣技術(shù)條件的模具零部件按照一定工藝順序進(jìn)行配合、定位、連接與緊固,使之組裝成符合要求的模具,稱為模具裝配。也就是說構(gòu)成模具的所有零件,包括標(biāo)準(zhǔn)件、通用件及成形零件等符合技術(shù)要求是模具裝配的基礎(chǔ)。但是,并不是有了合格的零件,就一定能裝配出符合設(shè)計(jì)要求的模具,合理的裝配工藝及裝配經(jīng)驗(yàn)也很重要。
模具裝配工藝規(guī)程是指導(dǎo)模具裝配的技術(shù)文件,也是制定模具生產(chǎn)計(jì)劃和進(jìn)行生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備的依據(jù)。模具裝配工藝規(guī)程應(yīng)根據(jù)模具種類和復(fù)雜程度以及各單位的生產(chǎn)組織形式和習(xí)慣做法等具體情況制定。模具裝配工藝規(guī)程應(yīng)包括模具零件和組件的裝配順序,裝配基準(zhǔn)的確定,裝配工藝方法和技術(shù)要求,裝配工序的劃分以及關(guān)鍵工序的詳細(xì)說明,必備的工具和設(shè)備,檢驗(yàn)方法和驗(yàn)收條件等內(nèi)容。
模具裝配的重要問題就是如何根據(jù)裝配精度要求來確定零件的制造公差,通過裝配尺寸鏈的建立與分析,確定經(jīng)濟(jì)合理的裝配工藝方法和零件的制造公差,從而達(dá)到裝配精度要求。
模具的裝配精度一般由設(shè)計(jì)人員根據(jù)產(chǎn)品零件的技術(shù)要求、生產(chǎn)批量等因素確定。在裝配時(shí),零件或相鄰裝配單元的配合與連接,均須按裝配工藝確定的裝配基準(zhǔn)進(jìn)行定位與固定,以保證它們之問的配合精度和位置精度,從而保證模具零件間的精密均勻配合,模具開合運(yùn)動(dòng)及其他輔助機(jī)構(gòu)(如卸料、抽芯、送料等)運(yùn)動(dòng)的精確性,進(jìn)而保證制件的精度和質(zhì)量,保證模具的使用性能和壽命。
模具的裝配精度可以概括為模架的裝配精度、主要工作零件以及其他零件的裝配精度。
依據(jù)沖模模架精度的標(biāo)準(zhǔn)(JB/T 8071—2008)對(duì)沖模模架的精度進(jìn)行檢查 驗(yàn)收。
塑料注射模模架及零件的精度應(yīng)按中小型模架技術(shù)條件(GB/T 12556—2006)及大型模架技術(shù)條件(GB/T 12556—2006)進(jìn)行檢查驗(yàn)收。
模具的裝配精度包括以下幾點(diǎn)。
1)相關(guān)零件的位置精度。例如:動(dòng)、定模之間及上、下模之間的位置精 度;型腔、型孔與型芯之間的位置精度;定位銷釘與孔的位置精度;定位和擋 料裝置的相對(duì)位置精度;卸料和頂料裝置的相對(duì)位置精度等。
2)相關(guān)零件的運(yùn)動(dòng)精度。包括直線運(yùn)動(dòng)精度,圓周運(yùn)動(dòng)精度及傳動(dòng)精度。
例如:導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間的配合精度;進(jìn)料裝置的送料精度;頂塊和卸料裝置的運(yùn)動(dòng)是否靈活可靠等。
3)相關(guān)零件的配合精度。包括相互配合零件之間的間隙和過盈程度是否符合技術(shù)要求。
4)相關(guān)零件的接觸精度。例如:模具分型面的接觸狀態(tài)是否符合技術(shù)要求;彎曲模的上、下成形表面的吻合是否一致等。
合理的設(shè)計(jì)、合格的模具零部件、正確的裝配工藝方法、有效的檢測(cè)手段是保證模具精度的關(guān)鍵因素。
模具的裝配精度要求,可以根據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)或有關(guān)資料予以確定。當(dāng)缺乏成熟資料時(shí),常采用類比法并結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)而定。
沖模的裝配精度要求
對(duì)于沖模而言,主要有凸、凹模間隙,上、下模座底面的平行度,導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合精度等。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.制件精度和質(zhì)量
進(jìn)行沖模設(shè)計(jì)、選擇沖模精度等級(jí),以及確定凸、凹模成形零件的加工精度、選取模具標(biāo)準(zhǔn)零件的精度等級(jí)、控制模具裝配精度和質(zhì)量等的主要依據(jù)是制件精度和質(zhì)量的要求。
2.沖裁間隙及其均勻性
確定模具精度等級(jí)的重要因素是沖裁模中凸、凹模之間的間隙值及其均勻性,它與模具導(dǎo)向副中導(dǎo)柱、導(dǎo)套的運(yùn)動(dòng)配合精度有直接關(guān)系。沖裁間隙值(△)越小,間隙的均勻性要求越高,上、下模定向運(yùn)動(dòng)精度要求就越高,對(duì)導(dǎo)柱、導(dǎo)套的運(yùn)動(dòng)配合精度要求就越高。即導(dǎo)柱、導(dǎo)套的運(yùn)動(dòng)配合精度與凸、凹模之問的間隙值(△)及其均勻性成正比例。
3.沖模凸、凹模裝配精度要求
凸、凹模與固定板的配合一般為H7/n6或H7/m6,以保證其工作穩(wěn)定性與可靠性。凸模在裝配時(shí),其對(duì)上、下模座基準(zhǔn)面的垂直度偏差須在凸、凹模間隙值的允許范圍內(nèi)。推薦的垂直度公差等級(jí)見表12-1(GB/T 14662一-2006《沖模技術(shù)條件》)。
表12·1 凸模垂直度公差等級(jí)
4.制件產(chǎn)量 。
確定模具結(jié)構(gòu)形式、模具精度等級(jí)的另一重要因素是制件產(chǎn)量。這與模具壽命有直接關(guān)系,為保證模具的使用性能和壽命,適應(yīng)沖件產(chǎn)量的要求,一般高壽命模具的凸、凹模常采用拼合結(jié)構(gòu),其拼合件應(yīng)為完全互換性零件。因此這些拼合件的精度,比一般模具的精度須高1個(gè)數(shù)量級(jí)。
塑料注射模的裝配精度要求
對(duì)于塑料注射模而言,主要有型腔、型芯之間的問隙,動(dòng)、定模座底面平行度,導(dǎo)柱、導(dǎo)套與其固定板的垂直度,導(dǎo)柱與導(dǎo)套、頂桿與頂桿孔、卸料板與凸模的配合精度等。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.塑件精度與質(zhì)量
塑件的精度和質(zhì)量是進(jìn)行塑料注射模設(shè)計(jì),確定與控制模具設(shè)計(jì)、零件制造和模具裝配精度與質(zhì)量的主要依據(jù)。影響塑件尺寸精度與質(zhì)量的主要因素為:塑件收縮率、模具型腔的設(shè)計(jì)精度及模具結(jié)構(gòu)的合理性。因此,模具型腔和型芯的設(shè)計(jì)與制造公差,一般為塑件尺寸公差的1/3~l/5,即△’:△/3~△/5。
2.制件產(chǎn)量
制件產(chǎn)量決定了模具結(jié)構(gòu)形式、模具精度等級(jí),也決定了標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇。根據(jù)GB/T 12556—2006標(biāo)準(zhǔn),組合后的模架在水平自重條件下,其分型面的貼合間隙為:模板長(zhǎng)400mm以下≤0.03mm;模板長(zhǎng)400—630mm≤O.04mm;模板長(zhǎng)630~1 000mm≤O.06mm;模板長(zhǎng)1 000—2 000mm≤O.08mm。
1.裝配尺寸鏈
由于模具是由若干個(gè)零件、部件經(jīng)裝配而成。零件在制造過程中是有精度要求的,裝配后會(huì)出現(xiàn)誤差累積問題,影響和決定了模具的某項(xiàng)裝配精度,直接影響整個(gè)模具的裝配精度,影響制品的精度。為了保證模具和制品質(zhì)量,首先在保證各個(gè)零部件單個(gè)質(zhì)量的同時(shí),還要保證這些零、部件之間的尺寸精度、位置精度及裝配技術(shù)要求。要分析組成模具的相關(guān)零件的精度對(duì)裝配精度的影響,無論是產(chǎn)品設(shè)計(jì),還是裝配工藝的制定以及解決裝配質(zhì)量問題等,都要應(yīng)用裝配尺寸鏈的原理。
在產(chǎn)品的裝配關(guān)系中,由相關(guān)零件的尺寸(表面或軸線問的距離)或相互位置關(guān)系(同軸度、平行度、垂直度等)所組成的尺寸鏈,叫做裝配尺寸鏈。裝配尺寸鏈的基本定義、所用基本公式、計(jì)算方法,均與零件工藝尺寸鏈相類似。
裝配尺寸鏈特征是封閉性,即組成尺寸鏈的有關(guān)尺寸按一定順序首尾相接構(gòu)成封閉圖形,沒有開口,如圖12—1b所示。組成裝配尺寸鏈的每一個(gè)尺寸稱為裝配尺寸鏈環(huán),如圖12—1a所示,共有5個(gè)尺寸鏈環(huán)(4卟4,、A:、A。、A。)。尺寸鏈環(huán)可分為封閉環(huán)和組成環(huán)兩大類。封閉環(huán)是裝配后自然得到的,它就是裝配后的精度和技術(shù)要求,是通過將零件、部件等裝配好以后才最后形成和保證的,是一個(gè)結(jié)果尺寸或位置關(guān)系,如圖12一l所示4。是裝配后形成的,它就是技術(shù)條件規(guī)定的尺寸,因此,它是封閉環(huán);組成環(huán)是構(gòu)成封閉環(huán)的各個(gè)零件的
相關(guān)尺寸,在裝配關(guān)系中,與裝配精度要求發(fā)生直接影響的那些零件、部件的尺寸和位置關(guān)系,如圖12—1所示A,、4:、A”A。是組成環(huán)。組成環(huán)又分為增環(huán)和減環(huán)。在其他組成環(huán)尺寸不變的情況下,當(dāng)某組成環(huán)尺寸增大,封閉環(huán)尺寸也隨之增大時(shí),則該組成環(huán)為增環(huán),反之,當(dāng)某組成環(huán)尺寸增大,封閉環(huán)尺寸隨之減小時(shí),則該組成環(huán)稱為減環(huán)。由于各個(gè)組成環(huán)都有制造公差,所以封閉環(huán)的公差就是各個(gè)組成環(huán)的累積公差。因此,確定裝配方法后,把裝配精度要求作為裝配尺寸鏈的封閉環(huán),通過裝配尺寸鏈的分析計(jì)算,就可以在設(shè)計(jì)階段
合理地確定各組成零件的尺寸公差和技術(shù)條件。只有零件按規(guī)定的公差加工,裝配按預(yù)定的方法進(jìn)行,才能有效而又經(jīng)濟(jì)地達(dá)到規(guī)定的裝配精度要求。
應(yīng)用裝配尺寸鏈計(jì)算裝配精度問題的步驟是:首先,正確無誤地建立裝配尺寸鏈;其次,作必要的分析計(jì)算,并確定裝配方法;最后,確定經(jīng)濟(jì)而可行的零件制造公差。
2.尺寸鏈的建立
建立和解算裝配尺寸鏈時(shí)應(yīng)注意下面幾點(diǎn)。
1)當(dāng)某組成環(huán)屬于標(biāo)準(zhǔn)件(如銷釘?shù)?時(shí),其尺寸公差大小和分布位置在相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中已有規(guī)定,屬已知值。
2)當(dāng)某組成環(huán)為公共環(huán)時(shí),其公差大小及公差帶位置應(yīng)根據(jù)精度要求最高的裝配尺寸鏈來決定。 、
3)其他組成環(huán)的公差大小與分布應(yīng)視各環(huán)加工的難易程度予以確定:對(duì)于尺寸相近、加工方法相同的組成環(huán),可按等公差值分配;對(duì)于尺寸大小不同、加工方法不一樣的組成環(huán),可按等精度(公差等級(jí)相同)分配;加工精度不易保證時(shí)可取較大的公差值等。
4)一般公差帶的分布可按人體原則確定,并應(yīng)使組成環(huán)的尺寸公差符合國(guó)家公差與配合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
5)對(duì)于孔心距尺寸或某些長(zhǎng)度尺寸,可按對(duì)稱偏差予以確定。
6)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)既定的條件下建立裝配尺寸鏈時(shí),應(yīng)遵循裝配尺寸鏈組成的最短路線原則(即環(huán)數(shù)最少),即應(yīng)使每一個(gè)有關(guān)零件(或組件)僅以一個(gè)組成環(huán)來參入裝配尺寸鏈中,因而,組成環(huán)的數(shù)目應(yīng)等于有關(guān)零、部件的數(shù)目。;
3.尺寸鏈的分析計(jì)算
當(dāng)裝配尺寸鏈被確定后,就可以進(jìn)行具體的分析與計(jì)算工作。
如圖12—2所示為塑料注射模中常用的斜楔鎖緊結(jié)構(gòu)的裝配尺寸鏈。在空模合模后,滑塊2沿定模1內(nèi)斜面滑行,產(chǎn)生鎖緊力,使兩個(gè)半圓滑塊嚴(yán)密拼合。為此,須在定模l內(nèi)平面和滑塊2分型面之間留有合理間隙。
1)封閉環(huán)的確定。如圖12—2所示的間隙凡是在裝配后形成的,為尺寸鏈的封閉環(huán)。
2)查明組成環(huán)。如圖12—2b所示,并將各環(huán)的基本尺寸標(biāo)于尺寸鏈圖上。
3)校核組成環(huán)基本尺寸。
4)公差計(jì)算。根據(jù)表12—2中的尺寸鏈計(jì)算公式可得:
尺寸鏈各環(huán)的其他尺寸與公差均可按表12—2內(nèi)的公式進(jìn)行計(jì)算。
注:下角標(biāo)“0”表示封閉環(huán),“,表示組成環(huán)的序號(hào);“"”表示組成環(huán)的個(gè)數(shù);4表示偏差;r表
示公差;孝表示傳遞系數(shù);ES表示上偏差,日表示下偏差;下角標(biāo)“aV”表示平均。