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本帖最后由 lfjliu008 于 2013-10-31 08:30 编辑
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空调翅片大型精密级进模剖析
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% Q8 W' D: D3 `% d K9 B8 E7 u3 ?( c 作者：张顺福 来源：网络
' o; d6 O5 |8 G0 H- m体现高水平制造技术的精密多任务位级进模，通过模具CAD/CAM技术的应用，模具设计质量得以提高，模具设计时间进一步缩短，推动了模具结构的优化，促进形成规范化、典型化、系列化、标准化的体系。模具制造技术实现了数控化，通过对数控铣床、数控加工中心、数控低速走丝线切割机床、数控电火花加工机床、数控内外圆磨床等精密数控设备的灵活运用，构建形成了加工精密多任务位级进模零件的主要手段和技术，这不仅保证了模具制造精度和质量，同时也缩短了模具制造周期。 从当前中国制造的精密多任务位级进模的水平分析，在模具的技术含量、制造精度、使用寿命和制造周期等方面获得了明显进步。其中，部分高档优质模具的总体水平已接近国际同类模具先进水平。例如空调翅片大型精密级进模Φ5.2×72列×2步进，模具外形尺寸：1,940×1,200×270mm，模具重量3.7吨，凸模凹模材料釆用粉末合金钢、高速工具钢，主要零件加工运用精密数控设备，制造精度达2μm，加工周期90天，模具在100吨高速精密冲床上使用，具有自动送料、压料、引伸、冲孔、翻边、百叶窗、端部异形切、中部异形切、边切、纵切、横切等功能，冲速260次/min，使用寿命3亿冲次以上，模具销售价格110万元。模具总体水平与美国OAK、日本日高等的水平相当。为加快空调翅片大型精密级进模的发展和国产化模具水平的提高，下文将重点对该模具的主要结构、生产工艺、装配技术、安装试冲、功能以及问题的排除等进行剖析。
& ?9 N. `6 i4 @. J9 v9 P制品尺寸及模具性能要求
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: F) c" q& Q! J翅片是空调产品的主要部件，一般由无机亲水铝箔材料经精密多任务位级进模具冲制而成。以Φ5×72R×2P模具为例的翅片主要技术指标：翅片列数为72列，两步进距，可任意分条；翅片孔径为Φ5.2mm，横向孔距为21mm，纵向孔距为10.9mm，其孔径公差±0.015mm，孔距公差±0.02mm；翻边高度为1.30~1.70mm可调；翅片材料铝箔1,000-8，厚度0.105mm的带料，硬度H22；冲压生产速度240~260冲次/min；冲出的翅片表面要求光洁、平整、无刮伤、无毛刺、无翻边开裂等技术要求；模具主要零件可互换；模具使用寿命要求刃口件达到3亿冲次以上，模具本体达到15年。切口零件修磨一次，寿命5,000万次以上。
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翅片模具工程排样与流程
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根据制品要求，设定了Φ5系列、72列数和2步进模具由以下12个成形工程组成。包括：压料装置；引伸工程；冲孔工程；翻边工程；百叶窗工程；端部异形切工程；中部异形切工程；边切工程；导正工程；纵切工程；送料工程；横切工程。
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: X& z4 A3 J q* [0 @+ X, K$ h一个成型周期的工作流程是：开卷机送入材料（铝箔带料）进入模具；冲床冲压；合模；冲床提升；开模；推杆带动送料拉出成品；横切完成所需产品长度尺寸；开始下一个周期。 ( D* k- X7 b3 {* L
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空调翅片级进模主要结构
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& P( Q- y& n- l. l# K模具釆用子模式和滚珠导柱双导向结构，主体模架应用6组大规格滚珠导柱导向，分工序子模应用多组小规格滚珠异柱导向，保证了模具精度的可靠性和使用性能的稳定性。引伸凸模高度控制釆用可调的斜楔机构，通过调节引伸凸模的高度，获取合理的引伸参数，确保引伸、冲孔翻口、二次翻边等高度成形的技术要求。冲孔、翻口、冲切等工序釆用精密定位装置，实现冲裁间隙均匀性及备件互换性。为使冲压顺畅于各成形工序内设定油气喷射控制装置，可在材料表面均匀喷射软化油以改善铝材料的冲压加工性能，同时混合油气还起到防止废料堵塞的作用。 / n. u) `: f/ d9 ~
' U( B* s0 t |& T模具材料及热处理硬度
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翅片级进模上、下大模板釆用P20材料，调质处理硬度HRC30~35。冲孔凸模凹模、异形切凸模凹模、边切刀、纵切刀、横切刀等冲裁零件釆用粉末合金HAP40材料，经真空炉热处理硬度HRC63~65。引伸凸模凹模、翻边凸模凹模、冲孔翻边凹模套等成形零件釆用高速工具钢SKH51材料或SKD11材料，硬度HRC62~64。卸料板、凹模板、凸模固定板、凹模固定板、上下垫板等板类零件和主要结构件釆用NAK80材料，硬度HRC40~42，并经特殊工艺处理。导柱、导套、弹簧、螺钉、销钉等标准件釆用国际著名标准件公司的产品，保证产品的质量和标准化。
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" ]% h( p) N3 t, n6 M模具关键零件的生产工艺 5 A5 s# T! N) i- E+ y
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为了保证模具内720对成形凸模凹模间隙均匀性及430对切口件的单边间隙在0.01mm以内，上、下大模板及上、下固定板的孔径和位置精度要求很高，因此，釆用大型精密数控加工中心、大型精密数控坐标磨床加工，并应用油磨的方法加工消除水磨加工时尺寸不稳定的难题，保证模具的孔径精度2μm及位置精度5μm，实现成形凸凹模的成形间隙均匀性和切口件的冲裁间隙单边在许可范围内。
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/ t, A0 m! W/ k百叶窗、端切成形、中切成形等刃口釆用精密数控低速走丝线切割机床加工，刃口形状精度控制在2μm以内。固定板定位孔由精密数控坐标磨床加工，确保零件精密定位和易损件可互换性。其中，百叶窗凸模刃口两侧的成形倒角要求大小一致及表面光滑，釆用精密数控电火花加工机床一次性加工到位，实现整批零件的一致性。 1 y; `: u4 H2 Y5 Y& C& G
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引伸凸模5步，要求凸模的直径、头部R形状和高度尺寸基本一致。凸模的直径釆用精密数控外圆磨床加工，头部R形状应用成形砂轮加工，并通过研磨达到凸模直径尺寸的一致性及头部R与外径的光滑连接。凸模高度尺寸一致性由精密数控平面磨床加工保证。
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5 z) o4 @2 Y1 ^7 [! N纵切上、下固定板的槽宽尺寸、槽与槽的距离、位置及一致性要求很高，否则直接影响上、下刀的冲裁间隙均匀性及性能可靠性。为此对纵切上、下固定板的槽型尺寸及槽形位置的定位孔应用精密数控低速走丝线切割机床加工，再用精密数控坐标磨床完成槽形、间距和孔位的加工，加工精度达到2μm。 , M. q3 Y- e% s2 [ Y% @2 E
4 g8 P4 m+ x4 l4 ]% V模具装配技术要求 9 ]$ |6 d2 ^1 f
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模具装配时，需根据图纸、加工工艺、标准件等技术数据及明细表进行核对。模具零部件进行退磁性、去除毛刺及修整非工作面部位的锐边和倒角。研磨成形零件部位的光滑连接与控制尺寸精度的一致性和抛光达到表面质量指标。精密研磨导向孔、定位孔及刃口等零件，保证相关零件的配合参数和冲裁性能。清洗干净，对照冲压程序与工步要求进行组装和总装。所有子模都光用销钉定位再紧固螺钉，安装釆用下模定位上模。
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装配时应保证凸模、凹模之间的间隙均匀一致，配合间隙符合技术条件的规定，不允许釆用使凸模、凹模变形的方法来修配间隙。推料、卸料机构必须灵活，卸料板或推件器在冲模开启状态时，一般应高出凸模凹模表面0.5~1.0mm。当釆用机械方法连接硬质合金零件时，连接表面的表面粗糙度应达到Ra0.4~0.8μm，各接合面保证密合。落料、冲孔的凹模刃口高度，按设计要求制造，其漏料孔应保证畅通，一般应比刃口大0.2~1.0mm。冲模所有活动部分的移动应平稳灵活，无滞止现象，滑块、楔块在固定滑动面上移动时，其最小接触面积不小于其面积的3/4。各紧固用的螺钉、销钉的沉孔深度应保持一致，各卸料螺钉、顶杆的长度应保持一致。凸模的垂直度必须在凸模与凹模间隙值的允许范围内。在保证使用可靠的前提下，凸模、凹模、导柱、导套等零件的固定釆用性能良好并稳定的粘接材料浇注固定。模具装配后，必须无磁性、无毛刺、清洁。滑动部位加油润滑，刃口部位锋利完好。各个部位性能稳定、安全可靠并达到各项技术条件的规定。
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发表于 2013-10-31 08:26:32
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