音響蓋板精密級進模具設計及制造分析

李軍紅

摘 要：模具對于現代工業生產來說，具有重要作用，按照要求設計并制作所需模具，可以在后期實現產品的批量生產。為保證產品質量達到行業標準，滿足市場發展要求，需要提高級進模的設計與制造的精密度，為批量生產打好基礎。本文以音響蓋板精密級進模具為對象，對其設計要點進行了簡要分析，并簡單研究了制造要求與要點。

關鍵詞：音響蓋板；級進模；設計制造

中圖分類號：TG385 文獻標識碼：A

級進模又稱為連續模，由多個工位組成，并且各工位按照順序關聯完成不用加工作業，在沖床一次行程中完成一系列不同沖壓加工作業。利用級進模可以實現產品的批量生產，提高產品生產效率，此種方法可以適用于金屬制品以及非金屬制品，滿足不同形狀、不同用途零部件生產需求。

一、音響蓋板零部件結構與工藝性分析

1.零部件結構

就音響蓋板級進模具進行分析，其結構比較復雜，包括多種零部件，工位繁多，與常規沖冷壓工藝模具相比，零部件數量更多，并且組裝工序也存在一定差異。在設計和制造精密級進模的凸模具時，需要明確結構各項參數，如原材料鋼板厚度、材料剪裁要求以及縫隙大小等，并根據實際情況來選擇最為合適的設計方法。而對于凹模具的設計，一般會選擇用鑲快式結構形式，降低磨損原因造成的成本增加問題，尤其是要保證精確度達到專業要求，快速高效地完成模具設計和制造，為產品生產打好基礎。要求凹模具與下模板高度相同，且將凹模具安裝在下模板上。另外，音響蓋板模具內往往會有很多體積小但是精確度要求高的零部件，除了要按照專業標準做好各項參數控制外，還需要多設計一部分固定板塊，用于固定小凸模，保證其具有較高的強度和剛度。在對模具各零部件進行安裝時，應用定位銷定位，其中凸模具可選用吊頂安裝法，而凹模具應用上面固定法，自動化進模則可以選擇用正倒裝混合方式作業，需要嚴格按照要求來完成各道工序。

2.制造工藝

音響蓋板進模具結構復雜度高，在對模具進行制造時，如果選擇用單一生產工藝，將需要花費大量的時間，并且需要5個單工序模具。另外，采用但工藝模具生產得到的零部件想要應用到產品中，還需要對其進行二次定位，對產品精度有著較高要求。基于產品生產質量要求，現在單一生產工藝已經逐漸不能滿足實際應用需求，需要就音響蓋板模具應用精密度進模具，以及一套成型模具，并要搭配一副機械組進行自動線生產，提高制造工藝應用效率。

二、音響蓋板精密級進模具設計要點

1.音響蓋板產品要求

音響蓋板為殼體類結構沖壓件，是比較常見的沖壓產品，一般會選擇單工序模具生產，包括落料、沖孔、壓型、翻邊折彎與成型等環節。這樣在生產過程中，就需要由5名操作人員操作5套模具，應用5臺沖壓設備依次生產，不僅作業效率低、成本高，并且無法保證產品質量完全達到生產要求。基于音響蓋板產品的特殊性，必須要保證其質量達到專業標準，但是現在單工序模已經無法滿足音響蓋板生產要求，需要在現有基礎上對精密級進模具設計與制造進行分析，確定級進模可以促進產品的高效生產。

2.沖壓工藝性

以上海寶鋼所生產的鍍鋅鋼板為音響蓋板材料，厚度為1mm，設計制造精密級進模具，進行大批量生產。對于產品結構來說，各零部件復雜度高，無法選擇用單一工序作業，為避免半成品二次定位，且提高產品尺寸精度，最終決定應用精密級進模生產。但是因為該零件三邊折彎高度達到50mm，并不適合在級進模具上打彎，必須要增加一副成型模，這樣就決定了想要達到產品批量生產要求，必須要設計并制造一套精密級進模具、一副機械收以及一套成型模具，共同組成自動線來完成生產。

3.設計排樣圖

對排樣圖進行設計時，是多工位精密級進模設計的核心內容，是否合理在根本上決定了模具結構、沖壓件、壽命質量，要提高對此方面的重視。對于音響蓋板來說，形狀比較大，在設計時可以排樣可以選擇用單排方式，減少工步數，并合理確定每個工步的沖壓工序內容，尤其是壓形、引伸、彎曲、翻邊等工序，應為模具工作零件預留出足夠的空間。其中，部分零部件對位置精度有著明確要求，需要在同一工步上沖壓成形，對于凸臺上存在孔、翻邊等情況的，需要先將凸臺引伸出來，保證產品尺寸精度達到設計要求。按照設計要求分析結果，共設計7個工位，確定條料寬度為280mm，每個工位間距為218mm。

第一工位，共設計有5處沖孔，且2～8為導正銷孔，沖3處長矩形孔，保證后續工步拉伸可以有效成形。第二工位，利用2～8孔導正銷來精準定位，一共設計有6處，且1處沖孔、4處引伸、1處沖零件外形一部分，作為下一步打小彎的保障。第三工位，共設計有24處，且11處沖孔，1處沖零件外形的一部分，4處撕開引伸、7處引伸、1處翻邊。第四工位，共設計有31處，且29處沖孔，分為2處沖零件外形一部分、2處淺引伸，其中最先成形零件只有兩處與左側保持連接。第五工位，最多工序內容，設計有17處沖孔、13處淺引伸、16處翻邊以及3處打小彎。第六工位，沖上下兩側零件外形，共有25處沖孔、5處淺引伸、4處翻邊，并且在此階段已經基本完成切費式落料。第七工位，共設計有19處沖孔，且12處打小彎、1處翻邊以及4處撕開引伸，并對左側兩處進行切斷處理，保證零件可以與條料順利分離，利用機械手來取走成型零件，經過專用攻絲機攻絲處理后，在成型模上沖壓成型。最后還需要在流水線上進行防銹處理，完成零件的最終生產。

4.模具整體設計

按照上述設計理念，最終得到的音響蓋板精密級進模具，其結構閉合高度為400mm，結合其外形尺寸與總沖壓力，最終決定選擇用JH21-250B開式固定臺壓力機。對模具設置了6導柱精密滾動導向模架，以及12副內導柱導套。且精密級進模還配置有開卷、送料、整平自動送料機構，利用導正銷進行精確定位，可以將送料精度控制到±0.01mm。在第一個工位上沖兩個ψ8導正銷孔，以后每個工位設置雙側導正銷，導正銷與凸模固定板配合為H7/n6。另外，還應用了快拆式模具結構，因為沖翻邊預孔直徑為1.2mm，很容易造成沖頭折斷，因此在設計時選擇增加了凸模保護裝置，但是要在長時間使用后進行更換，避免因疲勞折斷，而快拆式模具結構剛好可以滿足此要求。

三、音響蓋板精密級進模具制造要求

凹模、凸模為音響蓋板精密級進模關鍵零部件，在對其進行設計制造時，需要對細小的凸模采用保護裝置，并提高其精度，而凹模則可以選擇用鑲快結構。如果模具外形尺寸比較大，在加工制造時，可以選擇用3塊模塊組合的方法處理，即利用已經組合好的3塊模塊，經過慢走絲線切割機床粗割出各種型號孔，中間擱置一天后，在此進行精修割型孔，要重點做好誤差與變形量的控制，加工精度需要控制在0.005mm以內，保證滿足產品對精度的要求。

結語

對音響蓋板精密級進模具設計與制造進行分析，需要確定級進模具結構特點以及制造要求，即基于音響蓋板產品批量生產需求，在原有單工序模具生產基礎上，對多工位級進模具進行分析，做好各關鍵零部件功能分析與結構設計，為提高產品精度打好基礎。

參考文獻

[1]王玥.音響蓋板精密級進模具制造設計探討[J].科技展望，2016（23）：173.

[2]范玉，范佳琦，黃繼戰.音響蓋板精密級進模具設計與制造[J].機械設計與制造，2015（9）：254-256+260.

[3]辛利鋒.板材成形加工模擬分析及模具設計[D].吉林大學，2014.

[4]江丙云.精密級進模沖壓成形中連接器端子件偏擺及其控制研究[D].江蘇大學，2010.