机械装调设备中冲压模具的装配与检修

孙丽红

摘要：机械装调设备可以通过选用不同的冲压模具对板材自动进行规则冲孔。机械设备拆装过程中，模具的装配与调整非常关键。本文就机械装调设备中模具装调的工艺和装配步骤进行阐述，并对模具在使用过程中常见问题进行总结和解决。

关键词：冲压模具;模具装配;模具检修

0  引言

在机械加工中，我们通过安装在压力机等机械设备上的模具，常温下，对被加工材料施加压力，并使其产生分离或塑性变形，得到所需零件，这种加工方法就是冲压。冷冲压加工中所用到的模具，便是冲压模具，又称为冷冲模。机械加工中，冷冲模被广泛的应用。用此工艺加工完成的制件产品，覆盖了电子通讯、汽车机械、电机电器、仪器仪表等领域。机械设备装调与控制装置就是集光机电气技术为一体，利用冲压模具完成对板材的加工。

此装置完成的核心机械加工操作为冲压，因此，冲压模具的装配和使用会直接影响加工操作的质量。机械装调设备被广泛应用在《机械装调与维护》、《装配钳工》等课程的实训中，并作为全国技能大赛“机械设备装调与控制技术”的比赛设备。在实训和比赛的过程中，模具的装配与调整占整个设备机械组装考核的一半工作量。操作时，要求选择合理的装配工艺，正确使用工具或量具完成模具的装调，并保证下料孔与下模盘之间距离精度高（0.02～0.08mm），装调完成后要保证模具能正常工作。冲压模具的装调是机械装调设备自动化运行的关键技术和重要环节，值得研究和总结。

1  机械设备及所用模具介绍

机械装调设备整体由送料部件、转塔部件、冲料部件及冲压模具等组成。设备以可编程控制器为控制部件，经过机械部件和电气控制的配合自动执行设定的加工任务。整体在PLC的控制下，由两台伺服电机完成送料部件的二维精准运行动作;由变频器驱动电动机完成冲料部件的冲压动作;由步进电机完成转塔部件的模具更换动作;由气动气缸完成上下模盘的定位要求。整体动作流程为：根据加工任务的要求，转盘转动选择所需的三种冲压模具（圆孔、方孔、腰型孔）之一，由定位气缸完成选择模具的定位固定，送料部件准确将板材（厚度为0.3mm）需要冲孔的位置移动到冲压模具下，冲料部件执行冲压动作，完成一次冲压。最终可以在板材上自动完成规则分布的不同形状不同个数的孔的加工。

冲压模具的规格与组成。设备选择现实生产中普遍应用的数控模具，其制造均采用工业化模具标准，根据需要暂仅选择方孔模、圆孔模和腰孔模等三套模具，尺寸依次4×4、？准4、4×6，单位为mm。三种模具安装时，尽量均布于转塔的六个工位上，用户可将需要的其他扩展模具安装到剩余工位。模具主要组成部件有：下模盘固定块和导向键、上模导向键;内外导套;上下模;模具弹簧、弹簧座及其支片;上下模具同心检验棒;打击头等。如图1、图2所示。

2  模具的装配工艺流程

①放置和安装模具零件应规范仔细，避免刮伤;用煤油或汽油将三种模具进行清洗，务必洗护干净，自然风干并保持清洁;②将适量润滑油加入到内导套内，使其在内壁中均匀分布后放入冲针;③在内导套上，穿过冲针安装弹簧下垫块，为了有效紧固，使紧定螺钉的顶尖冲准弹簧下垫块的锥槽;④安装模具弹簧，按照装配图的装配要求，安装并旋紧弹簧固定螺母，压紧并调节弹簧高度后，用紧定螺钉打紧固定，完成上模的装配;⑤按照装配要求，将模具的装配零件与上模组装，并进行总装调试。

3  模具的装配与调整

腰孔模的调整同方孔模，圆孔模因不用调整平行度，所其调整比方模调整简单。举例方孔模具的调整进行描述，确定1号工位上安装和校正方孔模具。用螺钉预紧固定下模盘上和下模固定块2，其中，键槽从下模固定块2的中间有长短之分，使短的一邊在下方。用螺钉预紧固定，使外导套位于上模盘的孔内，并保证外导套上键槽在里面。

利用校棒调整模具的上下同心度。用手的力量分别拨动上下模盘，使其1号工位运行到冲头的下方，并将定位销导向轴插入其定位孔内进行定位，保持定位，直到模具调整完成。定位孔定位位置及结构，如图3、图4所示。

上下模盘同心度调好后，为保证冲出的孔边与其毛坯边的平行，用杠杆式百分表调整其平行度（0.01mm以内），将百分表的磁性表座与送料部件上滑板相吸附，将其触头与上模部分校棒的斜面相接触，用手拨动手轮使上滑板转动，使校棒的斜面部分平行于送料机构的上滑板，并达到规定的平行度要求。调整的同时将所有的螺钉依次打紧。取走校棒，在下模固定块1和2之间放入方孔模具的下模，对弹簧支片的高度进行调节，然后将上模装入外导套内。完成方孔模具的调整，并依次完成另外两模具的装配。

4  模具维护与保养

4.1 模具的刃磨

为保证冲孔质量的一致性，为了提高模具及机器的使用寿命，需要定期对使用的模具进行刃磨。刃磨与否，由三个主要因素决定，即：

①检查刃口圆角半径是否达到R0.10 毫米;

②检验冲孔边缘是否有较大毛刺;

③通过同副模具冲压的噪音是否异常进行判断。

根据上述三因素的判断，决定刃磨的最佳时间。对使用的模具进行定期刃磨，可以获得稳定的冲孔质量和精度，保证加工质量。正确合理的刃磨，模具的刃口会损坏慢，使用寿命增长;不正常或不合理的刃磨会导致模具刃口的急速加剧破坏。

4.2 刃磨的方法

模具的刃磨最简单有效的方法是利用平面磨床进行刃磨，刃磨要注意的事项如下：

①刃口圆角在R0.10mm到0.25mm范围内，需要考虑刃口的锋利程度。

②选用相对疏松的粗粒软砂轮进行刃磨，操作同时需添加足量冷却液。

③为了避免模具表面过热，每次磨削量不宜过大，保持在0.013mm以内。若磨削量过大，时间过长，相当于对模具的刃口表面进行退火处理，导致其变软，降低其使用寿命。

④磨削时，操作者应使用专用的工装夹具，使冲头和下模保持固定平稳。

⑤所使用的模具的刃磨量有相对固定数值，若刃磨量接近此值冲头应报废。若仍然使用，会造成模具和机械的损坏，影响机械加工的质量。

5  模具使用的常见问题及解决

机械装调设备在安装与控制的过程中，由于操作者和使用者的操作水平不一致，模具的装配与调整的效果也会不同，会使自动冲压加工后的工件质量受影响。在模具使用的过程中遇到的情况需要具体问题具体分析，针对不同情况辩证的思考，不断总结和积累经验，下面就常见的问题进行原因分析和解决。

5.1 模具磨损严重

如在加工过程发现模具磨损严重的问题，应考虑：若是未及时更换已经磨损的模具，则应及时更换;若是不合理（一般是偏小）的模具间隙导致，则应该考虑增加模具的间隙;若是由于上下模具的对中偏差导致，则应校正上下模具，使其对中;若为冲头出现过热而导致的磨损，则考虑保证冲头和下模间润滑，或使用同样规格尺寸多个冲头分担冲压任务，以减少使用从而避免过热致损;如由于刃磨不正确，导致的磨损加剧，则应在刃磨调整使用软磨料砂轮并配合使用冷却液，并考虑合理的刃磨吃刀量等等。

5.2 冲头带料及粘连

冲头带料及粘连经常出现在机械装调设备的使用过程中，一般考虑是否为模具间隙偏小导致不合理;模具冲头刃出现钝化;冲压时润滑不良等原因，解決办法依次为增加模具间隙;合理及时安排刃磨，改善冲压润滑等。

5.3 卸料困难

在完成冲压操作后，容易出现的卸料困难问题，其导致原因，首先考虑是否由于模具间隙偏小导致的不合理，解决办法为对增大模具的间隙;其次考虑是否为模具弹簧疲劳，使模具无法复位造成卡死而无法卸料，解决办法为更换模具弹簧，并合理调整其压紧力度和高度;再次考虑是否为冲头发生粘连，若发生粘连则停机，消除粘连后是机械装调设备继续运行。

5.4 冲压噪音

对于冲压模具工作过程中出现的杂音和噪音问题，应足够重视，因为声音的异常反映设备工作的异常情况，有经验的装配钳工师傅，在检修机械设备时只凭对声音的判断就能锁定设备故障和不良的原因。对于机械装调设备中出现的冲压噪音，分析是否为模具抬起卸料困难造成的，此问题可以参考卸料困难导致的原因，通过尝试和调节增加下模的间隙，或者加润滑油保证良好润滑，或者增加冲压加工的卸料力等方法解决;工作台上转塔内板料支撑不良，也可导致加工噪音，锁定为支撑问题的话可以适当把被加工件的尺寸减小，厚度增加;但是若是因为板料太厚造成的冲压噪音，则需要降低板料厚度，在机械装调设备中采用薄板工件进行加工。

参考文献：

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[2]张旖.浅析冲压模具使用寿命的提升措施[J].橡塑技术与装备，2015（20）.

[3]王志伟，周益军.数控转塔冲床模具的使用和维护方法[J].锻压技术，2018（04）.