音响盖板精密级进模具设计及制造分析

李军红

摘 要：模具对于现代工业生产来说，具有重要作用，按照要求设计并制作所需模具，可以在后期实现产品的批量生产。为保证产品质量达到行业标准，满足市场发展要求，需要提高级进模的设计与制造的精密度，为批量生产打好基础。本文以音响盖板精密级进模具为对象，对其设计要点进行了简要分析，并简单研究了制造要求与要点。

关键词：音响盖板；级进模；设计制造

中图分类号：TG385 文献标识码：A

级进模又称为连续模，由多个工位组成，并且各工位按照顺序关联完成不用加工作业，在冲床一次行程中完成一系列不同冲压加工作业。利用级进模可以实现产品的批量生产，提高产品生产效率，此种方法可以适用于金属制品以及非金属制品，满足不同形状、不同用途零部件生产需求。

一、音响盖板零部件结构与工艺性分析

1.零部件结构

就音响盖板级进模具进行分析，其结构比较复杂，包括多种零部件，工位繁多，与常规冲冷压工艺模具相比，零部件数量更多，并且组装工序也存在一定差异。在设计和制造精密级进模的凸模具时，需要明确结构各项参数，如原材料钢板厚度、材料剪裁要求以及缝隙大小等，并根据实际情况来选择最为合适的设计方法。而对于凹模具的设计，一般会选择用镶快式结构形式，降低磨损原因造成的成本增加问题，尤其是要保证精确度达到专业要求，快速高效地完成模具设计和制造，为产品生产打好基础。要求凹模具与下模板高度相同，且将凹模具安装在下模板上。另外，音响盖板模具内往往会有很多体积小但是精确度要求高的零部件，除了要按照专业标准做好各项参数控制外，还需要多设计一部分固定板块，用于固定小凸模，保证其具有较高的强度和刚度。在对模具各零部件进行安装时，应用定位销定位，其中凸模具可选用吊顶安装法，而凹模具应用上面固定法，自动化进模则可以选择用正倒装混合方式作业，需要严格按照要求来完成各道工序。

2.制造工艺

音响盖板进模具结构复杂度高，在对模具进行制造时，如果选择用单一生产工艺，将需要花费大量的时间，并且需要5个单工序模具。另外，采用但工艺模具生产得到的零部件想要应用到产品中，还需要对其进行二次定位，对产品精度有着较高要求。基于产品生产质量要求，现在单一生产工艺已经逐渐不能满足实际应用需求，需要就音响盖板模具应用精密度进模具，以及一套成型模具，并要搭配一副机械组进行自动线生产，提高制造工艺应用效率。

二、音响盖板精密级进模具设计要点

1.音响盖板产品要求

音响盖板为壳体类结构冲压件，是比较常见的冲压产品，一般会选择单工序模具生产，包括落料、冲孔、压型、翻边折弯与成型等环节。这样在生产过程中，就需要由5名操作人员操作5套模具，应用5台冲压设备依次生产，不仅作业效率低、成本高，并且无法保证产品质量完全达到生产要求。基于音响盖板产品的特殊性，必须要保证其质量达到专业标准，但是现在单工序模已经无法满足音响盖板生产要求，需要在现有基础上对精密级进模具设计与制造进行分析，确定级进模可以促进产品的高效生产。

2.冲压工艺性

以上海宝钢所生产的镀锌钢板为音响盖板材料，厚度为1mm，设计制造精密级进模具，进行大批量生产。对于产品结构来说，各零部件复杂度高，无法选择用单一工序作业，为避免半成品二次定位，且提高产品尺寸精度，最终决定应用精密级进模生产。但是因为该零件三边折弯高度达到50mm，并不适合在级进模具上打弯，必须要增加一副成型模，这样就决定了想要达到产品批量生产要求，必须要设计并制造一套精密级进模具、一副机械收以及一套成型模具，共同组成自动线来完成生产。

3.设计排样图

对排样图进行设计时，是多工位精密级进模设计的核心内容，是否合理在根本上决定了模具结构、冲压件、寿命质量，要提高对此方面的重视。对于音响盖板来说，形状比较大，在设计时可以排样可以选择用单排方式，减少工步数，并合理确定每个工步的冲压工序内容，尤其是压形、引伸、弯曲、翻边等工序，应为模具工作零件预留出足够的空间。其中，部分零部件对位置精度有着明确要求，需要在同一工步上冲压成形，对于凸台上存在孔、翻边等情况的，需要先将凸台引伸出来，保证产品尺寸精度达到设计要求。按照设计要求分析结果，共设计7个工位，确定条料宽度为280mm，每个工位间距为218mm。

第一工位，共设计有5处冲孔，且2～8为导正销孔，冲3处长矩形孔，保证后续工步拉伸可以有效成形。第二工位，利用2～8孔导正销来精准定位，一共设计有6处，且1处冲孔、4处引伸、1处冲零件外形一部分，作为下一步打小弯的保障。第三工位，共设计有24处，且11处冲孔，1处冲零件外形的一部分，4处撕开引伸、7处引伸、1处翻边。第四工位，共设计有31处，且29处冲孔，分为2处冲零件外形一部分、2处浅引伸，其中最先成形零件只有两处与左侧保持连接。第五工位，最多工序内容，设计有17处冲孔、13处浅引伸、16处翻边以及3处打小弯。第六工位，冲上下两侧零件外形，共有25处冲孔、5处浅引伸、4处翻边，并且在此阶段已经基本完成切费式落料。第七工位，共设计有19处冲孔，且12处打小弯、1处翻边以及4处撕开引伸，并对左侧两处进行切断处理，保证零件可以与条料顺利分离，利用机械手来取走成型零件，经过专用攻丝机攻丝处理后，在成型模上冲压成型。最后还需要在流水线上进行防锈处理，完成零件的最终生产。

4.模具整体设计

按照上述设计理念，最终得到的音响盖板精密级进模具，其结构闭合高度为400mm，结合其外形尺寸与总冲压力，最终决定选择用JH21-250B开式固定台压力机。对模具设置了6导柱精密滚动导向模架，以及12副内导柱导套。且精密级进模还配置有开卷、送料、整平自动送料机构，利用导正销进行精确定位，可以将送料精度控制到±0.01mm。在第一个工位上冲两个ψ8导正销孔，以后每个工位设置双侧导正销，导正销与凸模固定板配合为H7/n6。另外，还应用了快拆式模具结构，因为冲翻边预孔直径为1.2mm，很容易造成冲头折断，因此在设计时选择增加了凸模保护装置，但是要在长时间使用后进行更换，避免因疲劳折断，而快拆式模具结构刚好可以满足此要求。

三、音响盖板精密级进模具制造要求

凹模、凸模为音响盖板精密级进模关键零部件，在对其进行设计制造时，需要对细小的凸模采用保护装置，并提高其精度，而凹模则可以选择用镶快结构。如果模具外形尺寸比较大，在加工制造时，可以选择用3块模块组合的方法处理，即利用已经组合好的3块模块，经过慢走丝线切割机床粗割出各种型号孔，中间搁置一天后，在此进行精修割型孔，要重点做好误差与变形量的控制，加工精度需要控制在0.005mm以内，保证满足产品对精度的要求。

结语

对音响盖板精密级进模具设计与制造进行分析，需要确定级进模具结构特点以及制造要求，即基于音响盖板产品批量生产需求，在原有单工序模具生产基础上，对多工位级进模具进行分析，做好各关键零部件功能分析与结构设计，为提高产品精度打好基础。

參考文献

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