武漢漢深高精科技有限公司是集產(chǎn)品設(shè)計、模具制造、塑料制品、機械零件加工等設(shè)計與制造及生產(chǎn)加工,擁有一批高素質(zhì)經(jīng)驗豐富的工程技術(shù)人員,集科研、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術(shù)服務(wù)于一體的高科技企業(yè),本公司以追求質(zhì)量、誠信經(jīng)營、開拓進(jìn)取、服務(wù)客戶為宗旨。
這是因為模具是一種比較特殊性質(zhì)的產(chǎn)品所決定了的。模具零件幾何形狀千姿百態(tài),注塑模具加工,尺寸也不盡一致,同時模具零件的尺寸受制約的因素也很多,假設(shè)我們要生產(chǎn)一個同一尺寸的產(chǎn)品,由于使用了不同的成型材料,不同的進(jìn)料方式、澆口的位置,甚至澆口的大小都會導(dǎo)致模具零件的尺寸不一樣。出于上述原因,我們在設(shè)計時,如何給定一個合理的模具零件的尺寸,是一個重要的問題。
武漢漢深高精科技有限公司是集產(chǎn)品設(shè)計、模具制造、塑料制品、機械零件加工等設(shè)計與制造及生產(chǎn)加工,擁有一批高素質(zhì)經(jīng)驗豐富的工程技術(shù)人員,集科研、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術(shù)服務(wù)于一體的高科技企業(yè),本公司以追求質(zhì)量、誠信經(jīng)營、開拓進(jìn)取、服務(wù)客戶為宗旨。
小至電子連接器,大 至汽車儀表盤的工件都可以用模具成型。 級進(jìn)模是指能自動的把加工工件從一個工位移動到另一個工位,并在后一個工位得到成型零件的一套模具。模具加工工藝包括:裁模、沖坯模、復(fù)合模、擠壓模、四滑軌模、級進(jìn)模、沖壓模、模切模具等。
模具是一種比較特殊的產(chǎn)品。嚴(yán)格的說,它應(yīng)隸屬于工裝、夾具之類。雖說制造業(yè)中如汽車、船泊、機床等等都有其制造標(biāo)準(zhǔn),但也作為工裝類的模具,卻沒有統(tǒng)一的制造標(biāo)準(zhǔn)。
目前,模架及頂針、推管、水嘴等模具零、配件雖然已實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化,可供我們選擇使用,但對模具零件如何給定一個合理的、正確的尺寸則是一個比較難以解決的問題。
這是因為模具是一種比較特殊性質(zhì)的產(chǎn)品所決定了的。模具零件幾何形狀千姿百態(tài),尺寸也不盡一致,同時模具零件的尺寸受制約的因素也很多,假設(shè)我們要生產(chǎn)一個同一尺寸的產(chǎn)品,由于使用了不同的成型材料,不同的進(jìn)料方式、澆口的位置,甚至澆口的大小都會導(dǎo)致模具零件的尺寸不一樣。出于上述原因,我們在設(shè)計時,如何給定一個合理的模具零件的尺寸,是一個重要的問題。
我們在對很多注塑件進(jìn)行檢測時發(fā)現(xiàn),有些設(shè)計人員或者是模具的制作、生產(chǎn)人員給定的模具零件尺寸極不合理,甚至說是十分錯誤的;對公差的給定其概念也十分模糊;導(dǎo)致了產(chǎn)品的尺寸出現(xiàn)了問題,從而使模具返修,試模(送樣)、檢測等工作重復(fù)進(jìn)行,造成了很大的浪費。
在我國機械制造業(yè)中,除紡織機械外,基本上采用的都是基孔制。這是因為孔的加工相對來說要難于軸,所以以孔為基準(zhǔn),用軸來匹配是比較符合實際的;同時也可以減小工作(加工)量,降低生產(chǎn)成本。所以,在已頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)中,在一定的尺寸范圍內(nèi)給出了孔和軸配合公差的尺寸。但我們發(fā)現(xiàn):在模具零件制造時,很難實施和得以應(yīng)用,也就是說,我們在制作一個模具零件時,無法按國家標(biāo)準(zhǔn)所制定的孔和軸配合公差尺寸給定模具零件尺寸和公差。
假設(shè)我們要制作一個尺寸為200mm×200mm×85mm這樣一個鑲塊。原則上,這樣一個鑲塊應(yīng)視作為軸,參照現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)我們選取了G6的配合,其公差值為-0.015,那么,這個鑲塊的上限尺寸為:200mm×200mm×85mm,下限為:199.985mm×199.985mm×84.985mm。假如我們做到了以上所要求的尺寸,即:199.985mm×199.985mm×84.988mm,模具設(shè)計加工,按照標(biāo)準(zhǔn),這個零件是合格的。而與其相匹配的孔我們?nèi)6的公差,其公差值為+0.044,則這個孔的上限為:200.044mm×200.044mm×85.034mm,下限為:200mm×200mm×85mm。如果我們將這個孔的尺寸做到它的上限200.044mm×200.044mm×85.034mm,按照選定的標(biāo)準(zhǔn),這個尺寸也是合格的。
現(xiàn)在我們先不去考慮它的幾何形狀是否符合要求,但我們發(fā)現(xiàn):當(dāng)“軸”的尺寸在下限時,“孔”的尺寸在上限時,以上二個幾何體之間存在著0.059的間隙(其平均值為單邊0.03)。假設(shè)我們使用的成型材料為PP,而PP料的溢邊值是0.02,那么這個間隙就可能會產(chǎn)生“飛邊”,從而滿足不了要求。何況受到各種困素的影響,而這個理論上的單邊0.03的間隙在實際上是無法均衡取得的,這就使得我們在實際操作上帶來一系列問題。首先,我們?nèi)绾谓o定名義尺寸。如果我們給這個鑲塊和與其配合的孔都給定為200×200×85,這就是我們通常所說的“零配零”,但我們都知道,實際上這是很難做到的,即使做到了也不一定能適用,這是因為零部件除了名義尺寸的準(zhǔn)確外,還有一個幾何形狀的問題。
我們通??吹降牧慵D或者是3D造型所提供的數(shù)據(jù),多數(shù)是“零配零”的尺寸,實際上這是不正確、不合理的。
我們都知道,采用不同的加工手段和采用不同類型加工機床,其結(jié)果是不一樣的。這個鑲塊和與其配合的孔可以用CNC、EDM或線切割、普通銑床等加工機床來完成,而不同類型、不同加工手段和不同類型的加工機床會產(chǎn)生不同等級的表面粗糙度,所以必須根據(jù)不同類型加工機床和不同的加工手段來考慮加工后應(yīng)預(yù)留精細(xì)加工的余量,而這個余留量是很難確定的。不同類型加工機床、加工工藝、操機人員的技術(shù)能力,甚至工件的裝、夾是否正確、合理都會對尺寸產(chǎn)生很大的影響,這些問題要想在給定名義尺寸時都考慮得十分周到是非常困難的,何況在我們很多模具制造企業(yè)沒有工藝部門來制訂加工工藝,設(shè)計部門或設(shè)計人員無法確定到底用哪種設(shè)備來加工這個零部件,所以,我們通常都采用加大余留量的辦法來解決它,這實際上是一個無可奈何之舉;但是,這個無可奈何之舉也給后續(xù)加工帶來了很大的工作量。我們可以看到,鉗工經(jīng)常使用電磨頭、角向砂輪、銼刀等手動工具在修正尺寸,這樣做的效果是顯而易見的,而這種不規(guī)范的加工手段既增加了勞動強度,又消耗了工作時間,而效果卻十分的差。
綜觀寧海地區(qū)的模具,在結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面是做得比較好的,但是在表面、外觀上有一部份產(chǎn)品確實令人不敢恭維,有的制品用“慘不忍睹”來形容也絲毫不為過,而造成這種不良現(xiàn)象的一個重要原因,也是與設(shè)計給定的名義尺寸時不能正確、合理的給定配合尺寸、公差有著很大的關(guān)系。
講到這里,有的人可能會說,這是由于我們的加工機的精度、檔次不高所造成的。但我想,這雖是一個重要的方面,但也不盡然。即使我們的某些零部件尺寸精度達(dá)到了納米級,它還會與其相配合的零、部件存在著裝配關(guān)系。如果我們給不了一個正確、合理的配合尺寸,問題照樣會出現(xiàn),因為我看到有的模具制造企業(yè)所擁有的加工設(shè)備其精度可以控制到0.01-0.02之間,從理論上說是可以滿足一般產(chǎn)品的要求了。但光是一個零部件的尺寸達(dá)到了要求,漢陽模具加工,而在裝配關(guān)系上沒有得到合理的處置,而是需要用人工修磨的手段來達(dá)到裝配要求,同樣得不到良好的效果。
所以,有的模具制造企業(yè)盡管擁有高精度的加工設(shè)備,但在進(jìn)行模具組裝時,仍有人在從事人工修磨的工作。所以說,單憑某個零件尺寸精度達(dá)到了要求,還不能完全滿足整個模具的功能和產(chǎn)品的要求。
另外還有一個問題就是,如何去判定一個零部件的尺寸是否能滿足使用要求?
一般的模具制造企業(yè)都配置了檢測設(shè)備,如三坐標(biāo)測量儀,它可以檢測到小數(shù)點后的三位值,它可以檢測出一個零部件的尺寸,但很少有人能判定一個零部件的尺寸是否能符合和滿足使用要求,這是一個普遍存在的問題。
由于上述問題的存在,也給我們的設(shè)計人員提出了一個嚴(yán)峻的問題,就是:如何給模具零件一個合適的尺寸?這就對模具的設(shè)計人員和制造者提出了一個非常高的要求。
以上面所列的鑲塊為例。這個鑲塊我們采用線切割來成型,其中高度20mm為栽入部分,斜度取為1°,其余部分為成型面,脫模斜度取1°30′,產(chǎn)品要求表面粗糙度在Ra3.2以上,成型材料為PP。根據(jù)要求,達(dá)到Ra3.2以上的表面粗糙度,手工拋光時用到800#水砂就基本可以滿足,現(xiàn)根據(jù)以往的經(jīng)驗,用線切割成型的零件表面的粗糙度一般在Ra12.5左右,要想達(dá)到Ra3.2以上的表面粗糙度,零件表面單面應(yīng)留出0.06-0.08的(拋光)加工余量。同時,這個鑲塊在模具上為軸,而在制品上則為孔,我們?nèi)B/T1804-2000中線性尺寸的極限偏差數(shù)值中m級所制定的值200mm+0.50mm=200.50mm,65mm+0.30mm=65.30mm。在此,我們?nèi)∈湛s率0.16%,則這個鑲塊的尺寸為200.82mm×200.82mm×65.31mm,再加上拋光所需的單邊0.08mm的加工余量,鑲塊的尺寸應(yīng)為200.90mm×200.90mm×65.39mm。同時,塑膠模具加工,我們還要考慮到分子流向所產(chǎn)生的尺寸變異,200.90mm×200.90mm這個尺寸未必是合理的。當(dāng)然,對一般要求的產(chǎn)品而言,問題還不算太大,但對精度要求很高的產(chǎn)品而言,可能就會滿足不了要求。
模具零件實行標(biāo)準(zhǔn)化,是很多模具制造企業(yè)在追求的一個目標(biāo)。但上述問題的存在又是一個非常突出的而又普遍存在的問題,要實行模具零件標(biāo)準(zhǔn)化,這是一個必須解決的問題
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