成組技術(shù)在多工位級進(jìn)模中的應用

　　摘要：本文詳細分析了金屬開(kāi)關(guān)底盒底板的生產(chǎn)工藝，對使用多工位級進(jìn)模進(jìn)行沖壓生產(chǎn)進(jìn)行充分的分析比較，結合成組技術(shù)提出在系列有相同特征的產(chǎn)品(GT4系列開(kāi)關(guān)底盒底板)之多工位級進(jìn)模中運用可換子模技術(shù)，實(shí)現一模多產(chǎn)品，有效地提高了生產(chǎn)效率，降低模具制造成本，解決中小批量機械產(chǎn)品生產(chǎn)效率低、成本高的問(wèn)題。

　　關(guān)鍵詞：多工位級進(jìn)模;可換子模;一模多產(chǎn)品;成組技術(shù)

　　1.成組技術(shù)的原理

　　成組技術(shù)(Group Technology，簡(jiǎn)稱(chēng)GT)是按照事物的相近性，將許多不同但具有相近的事物依照一定的準則分類(lèi)成組，使類(lèi)似的事物能夠采取相同的解決辦法，以達到節省時(shí)間、精力和費用的目的。成組技術(shù)的核心是成組工藝，它是把結構、材料、工藝相近似的零件組成一個(gè)零件族(組)，按零件族制定工藝進(jìn)行加工，從而擴大了批量、減少了品種、便于采用高效方法、提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。

　　2.成組技術(shù)在多工位級進(jìn)模中的應用

　　按照普遍的做法，沖壓件的生產(chǎn)是根據零件設計專(zhuān)用模具。專(zhuān)用模具雖然可以滿(mǎn)足不同零件的要求， 但需一模一產(chǎn)品，其生產(chǎn)準備周期長(cháng)、模具成本高， 當生產(chǎn)批量不大時(shí)，將導致沖壓產(chǎn)品成本上升。針對上述問(wèn)題，采用成組技術(shù)的基本原理對沖壓工序和模具結構進(jìn)行設計：①對具備相似性的一個(gè)系列零件產(chǎn)品進(jìn)行合理的沖壓工序安排，將相同結構特征的沖壓工序排布公共區域，將特有的結構特征排布在特定區域;②根據沖壓工序安排，將級進(jìn)模具按工序相同和不同分模塊設計，將各模塊設計成獨立的子模，則模具具備了更不同換子模即可生產(chǎn)不同產(chǎn)品的能力。

　　3.開(kāi)關(guān)底盒底板零件的分析及排樣設計

　　3.1 零件分析

　　GT4系列開(kāi)關(guān)底盒底板的材料為1.59鋅板，強度極限=130 (MPa)，延伸率大于40%，料厚t=1.59mm，每個(gè)型號5萬(wàn)件，共20萬(wàn)件。

　　圖2-1 GT4-50/75-1底板 圖2-2 GT4-50/75-FB-1底板

　　GT4系列開(kāi)關(guān)底盒底板的沖壓工序分為打字碼、拉包、沖導正孔、沖特征孔、壓回、切邊、切舌、壓凸點(diǎn)、壓彎邊、切斷等10類(lèi)共16個(gè)工序。根據該零件沖壓工序多、壓力方向容易控制等特點(diǎn)，選擇使用多工位級進(jìn)模生產(chǎn)更易滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。

　　圖2-3 GT4-MKO-1底板圖2-4 GT4-MKO-FB-1底板

　　3.2 排樣設計

　　零件有毛刺要求，應向下彎曲成型，這樣使彎曲線(xiàn)與板料纖維方向垂直，避免彎曲裂紋，根據其結構及工序過(guò)程的相似性分類(lèi)成組，其排樣分別為：

　�、貵T4-50/75-1底板排樣

　�、贕T4-50/75-FB-1底板排樣

　�、跥T4-MKO-1底板排樣

　�、蹽T4-MKO-FB-1底板排樣

　　4.擬訂沖壓工藝方案

　　GT4系列開(kāi)關(guān)底盒底板零件沖壓工序安排如下。

　　GT4-50/75-1沖壓工序：(1)打字碼;(2)第一次拉包;(3)第二次拉包、沖孔;(4)打字碼2、3、沖6×□4.2導正孔;(5)導正、沖50孔、沖壓包孔;(6)導正、沖75孔;(7)導正、沖75孔;(8)導正、壓回;(9)導正、空步;(10)導正、切邊、沖5×□6導正孔;(11)導正、空步;(12)導正、切舌(13)導正、壓凸點(diǎn);(14)導正、壓彎小邊;(15)導正、壓彎大邊; (16)導正空步;(17)導正、壓彎大邊;(18)導正、切斷出件。

　　GT4-50/75-FB-1沖壓工序：(1)空步;(2)空步;(3)空步;(4)打字碼1和2、沖6×□4.2導正孔;(5)導正，沖2×50孔、沖2×75孔;(6)導正、沖4×50孔;(7)導正、沖50孔、沖2×75孔;(8)導正、壓回;(9)導正、空步;(10)導正、切邊、沖5×6、導正孔;(11)導正、空步;(12)導正、切舌;(13)導正、壓凸點(diǎn);(14)導正、壓彎小邊;(15)導正、壓彎大邊;(16)導正、空步;(17)導正、壓彎大邊;(18)導正、切斷出件。

　　GT4-MKO-1沖壓工序：(1)打字碼1;(2)第一次拉包;(3)第二次拉包;(4)打字碼2和3、沖6×□4.2導正孔;(5)導正、沖4×MKO孔;(6)導正、沖4×50孔、沖壓包孔;(7)導正、沖4×MKO孔、沖2×50孔;(8)導正、壓回;(9)導正、空步;(10)導正、切邊、沖5×□6導正孔;(11)導正、空步;(12)導正、切舌;(13)導正、壓凸點(diǎn);(14)導正、壓彎小邊;(15)導正、壓彎大邊;(16)導正、空步;(17)導正、壓彎大邊;(18)導正、切斷出件。

　　GT4-MKO-FB-1沖壓工序：(1)空步;(2)空步;(3)空步;(4)打字碼2和3、沖6×□4.2導正孔;(5)導正、沖4×MKO孔;(6)導正、沖4×50孔;(7)導正、沖4×MKO孔、沖3×51孔;(8)導正、壓回;(9)導正、空步;(10)導正、切邊、沖5×□6導正孔;(11)導正、空步;(12)導正、切舌;(13)導正、壓凸點(diǎn);(14)導正、壓彎小邊;(15)導正、壓彎大邊;(16)導正、空步(17)導正、壓彎大邊;(18)導正、切斷出件。

　　根據GT4系列開(kāi)關(guān)底盒底板零件相似特征較多的特點(diǎn)，運用成組技術(shù)的基本原理，根據以零件沖壓工序相同、相似為主， 局部不同的結構要素再分別歸入其他特殊組處理的原則，將GT4系列開(kāi)關(guān)底盒底板沖壓工序分組為A(工序1～4)、B(工序5～9)、C(工序10～14)、D(工序15～18)四個(gè)模塊。

　　5.模具的模塊化設計

　　根據擬訂的沖壓工藝方案，考慮結構簡(jiǎn)單、制造周期短、成本低、生產(chǎn)效率高、壽命長(cháng)等級進(jìn)模設計要求，將模具按沖壓工序A、B、C、D四個(gè)模塊成組設計，以最大的限度將工序相同、相似和局部不同的結構要素按模塊區分開(kāi)來(lái)。(見(jiàn)圖2-7)。

　　6.成組技術(shù)對級進(jìn)模生產(chǎn)的質(zhì)量影響與效率影響

　　應用成組技術(shù)，以模塊化設計的多工位級進(jìn)模，在和傳統設計的多工位級進(jìn)模在沖壓生產(chǎn)上有很大的優(yōu)勢，對多工位級進(jìn)模生產(chǎn)的質(zhì)量、效率有著(zhù)重大影響。

　　(1)生產(chǎn)相同系列產(chǎn)品模具的數量不一樣：應用成組技術(shù)的GT4系列開(kāi)關(guān)底盒級進(jìn)模能實(shí)現生產(chǎn)同樣系列的4個(gè)產(chǎn)品，但減少了模具數量。傳統多工位級進(jìn)模大多為專(zhuān)用設備，一模一產(chǎn)品;應用成組技術(shù)的多工位級進(jìn)模，通過(guò)更換子模，可實(shí)現一模多產(chǎn)品，變中、小批量生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)，降低產(chǎn)品的模具成本。

　　(2)模具的制造周期不一樣：傳統多工位級進(jìn)模，在工序多的情況下，制造周期長(cháng)、制造難度大，精度難以控制，模具成本高;GT4系列開(kāi)關(guān)底盒級進(jìn)模，結合模塊化設計、制造，各模塊可分開(kāi)獨立加工再進(jìn)行總裝，以現今我國多工位級進(jìn)模的制造水平，完全可以達到模具設計要求之精度，而且縮短模具制造周期。

　　(3)模具維修難度不一樣：傳統多工位級進(jìn)模，未按模塊設計模板，凹模(以維修成本最高的主要零件為例)任意一個(gè)地方磨損，將要拆卸整塊模板進(jìn)行整修，維修成本大、勞動(dòng)強度高、工期長(cháng);GT4系列開(kāi)關(guān)底盒級進(jìn)模運用了模塊化設計，將模板分模塊后，任一模塊中凹模磨損，只需要拆卸相應的模塊更換該模板中一小個(gè)鑲塊，維修方便，省時(shí)省力。

　　(4)模具沖壓生產(chǎn)效率、使用壽命差異不大：GT4系列開(kāi)關(guān)底盒級進(jìn)模其工作模式與傳統多工位級進(jìn)模是一樣的，自動(dòng)化程度高，沖壓速度可以達到200至250次/min，模具整體使用壽命5千萬(wàn)次左右，刃磨一次壽命100萬(wàn)次。生產(chǎn)耗時(shí)區別在應用成組技術(shù)的多工位級進(jìn)模在生產(chǎn)另一型號產(chǎn)品時(shí)，會(huì )花費一定時(shí)間更換模塊、子模，但從沖壓生產(chǎn)總體時(shí)間來(lái)講，不多于傳統多工位級進(jìn)模30%，相對于模具制造周期的耗時(shí)差別，沖壓生產(chǎn)階段的耗時(shí)差別相當小。

　　[參考文獻]

　　[1]蘇君，于玲. 成組技術(shù)在模具CAD中的應用研究.中國制造業(yè)信息化，2007.

　　[2]洪慎章.模具制造業(yè)的現狀及發(fā)展.模具制造，2007.

　　[3]陳炎嗣.多工位級進(jìn)模設計與制造.機械工業(yè)出版社，2007.

　　[4]許香穗，蔡建國. 成組技術(shù). 機械工業(yè)出版社， 2010.

　　[5]寧建華.多工位級進(jìn)模設計方法與技巧.機械工業(yè)出版社，2010.

　　[6]陳炎嗣. 多工位級進(jìn)模設計手冊. 化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

【成組技術(shù)在多工位級進(jìn)模中的應用】相關(guān)文章：

成組工藝和CAPP 在編制工藝規程中的應用(一)03-08

試論水利工程滑模技術(shù)應用的探究11-30

LVDS技術(shù)及其在多信道高速數據傳輸中的應用03-18

多傳感器信息融合技術(shù)在智能駕駛系統中的應用03-18

多傳感器融合技術(shù)在原油含水率測量中的應用03-07

擴頻技術(shù)在數字水印技術(shù)中的應用03-19

數據挖掘技術(shù)在ＣＲＭ中的應用03-22

Relay技術(shù)及其在WiMAX中的應用03-07

GPRS技術(shù)在ITS中的應用研究03-07