本發(fā)明涉及機(jī)械制造領(lǐng)域中用于機(jī)械部件相互交換的設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)計(jì)方法，具體地是涉及多工位成型設(shè)備的離線快速換模技術(shù)。

背景技術(shù)：

1、多工位冷鐓機(jī)在更換制造的產(chǎn)品時(shí)，需要將在線使用的模具換下，更換成待加工用的模具。多工位冷鐓機(jī)的一套模具由多對(duì)鐓鍛成形的動(dòng)模和定模及剪斷型材的剪切模等組成，更換一套模具同時(shí)更換所有動(dòng)模和定模(含剪切模)，所需要時(shí)間較長(zhǎng)，一般需要4～6小時(shí)，對(duì)于大型、工位數(shù)多的冷鐓機(jī)換模所需時(shí)間就更長(zhǎng)。

2、冷鐓產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)朝著多品種、小批量、高精度的方向發(fā)展。在多品種、小批量生產(chǎn)時(shí)，更換模具的工作就更加頻繁。更換模具消耗的時(shí)間和更換后模具的調(diào)整質(zhì)量，直接影響到后續(xù)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。因此，迫切需要減少換模時(shí)間和提高換模質(zhì)量。

3、目前，采用的快速換模技術(shù)，主要是從工藝的角度(時(shí)間定額)或管理方面(精益工程)，合理地安排操作順利，節(jié)省操作時(shí)間，而這種技術(shù)節(jié)省時(shí)間的上升空間非常有限，同時(shí)缺少技術(shù)的創(chuàng)新。另一方面，在冷鐓機(jī)方面提出的快速換模裝置，加快在線換模操作的方便性和快捷性，作為一種輔助機(jī)構(gòu)或工具，對(duì)節(jié)省換模時(shí)間有一定的效果，存在主要問題是實(shí)用性和普適性較差，難以推廣應(yīng)用；作為更高效、更直接的快速換模技術(shù)，就是離線換模技術(shù)，許多企業(yè)正在研發(fā)，其設(shè)計(jì)思路仍停留在二塊模板能夠互換的角度思考，而裝配調(diào)整也停留在傳統(tǒng)的互換裝配和更換調(diào)整件，缺少創(chuàng)新方法，有些專利也是采用這種技術(shù)方案。離線換模面臨嚴(yán)重的高“精度”設(shè)計(jì)技術(shù)問題，無法得到真正的解決、應(yīng)用和普及。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種便于離線換模模具的設(shè)計(jì)方法，還提供了一種優(yōu)前述方法設(shè)計(jì)的模具，以及對(duì)應(yīng)的離線換模方法。提供了一整套的方案，有效提高了成型設(shè)備的生產(chǎn)效率。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的目的是針對(duì)離線換模研制中的“精度”技術(shù)問題，提供一種適用于多工位冷鐓機(jī)離線換模的完整、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)技術(shù)，解決模具的精度問題。

3、冷鐓機(jī)的動(dòng)模和定模分別安裝在二個(gè)不同的部件上。離線換模是將多工位冷鐓機(jī)的所有動(dòng)模組合在一起，同樣將所有的定模也組合在一起，分別作為整體(動(dòng)模組件和定模組件)，在新的產(chǎn)品進(jìn)行鐓鍛加工前，在機(jī)外完成組裝和調(diào)整正確。當(dāng)原產(chǎn)品在批量加工結(jié)束后，拆除并取出原來用于加工的一套模具組件，將待加工的另一套動(dòng)模組件和定模組件分別裝入到相應(yīng)的工作位置上，固定并作其它構(gòu)件(如頂料桿長(zhǎng)度)的適當(dāng)調(diào)整，就能進(jìn)入新產(chǎn)品的鐓鍛作業(yè)。

4、離線換模需要二套用來安裝模具并與冷鐓機(jī)連接的中間構(gòu)件--模具安裝板，其中一套用于現(xiàn)產(chǎn)品加工的模具，另一套用于待加工產(chǎn)品的預(yù)先在機(jī)外組裝和調(diào)整。把換模中的更換和調(diào)整的大部分時(shí)間與前一個(gè)產(chǎn)品的加工時(shí)間重疊，只需進(jìn)行一次整體的拆除和安裝，可大量節(jié)省機(jī)內(nèi)換模時(shí)間，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。

5、離線換模的基本要求是二套模具可換，而可以互換遠(yuǎn)達(dá)不到離線換模的“精度”要求。作為工作母機(jī)，如冷鐓機(jī)更是要求加工過程中的進(jìn)行更換的二套模具達(dá)到同樣的精度，要求這二套模具的模具安裝板在與冷鐓機(jī)的二個(gè)部位的安裝結(jié)果達(dá)到同樣的安裝精度。換句話說，二塊用于定模的模具安裝板要制造得“一模一樣”，二塊動(dòng)模的模具安裝板也要“一模一樣”，安裝后的位置更需要“一模一樣”。其技術(shù)難度就在于“一模一樣”。否則是差之絲毫，誤之千里，無法實(shí)現(xiàn)所要求相同的加工條件。

6、從機(jī)械的角度，無論采用何種技術(shù)，都存在著或多或少的制造誤差和安裝誤差。這二種誤差中都包含著基準(zhǔn)誤差，而涉及的基準(zhǔn)有設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)問題。

7、解決離線換模的模具精度，首先是解決在基準(zhǔn)問題，其次是提高零件和結(jié)構(gòu)的制造精度問題，最后是從裝配中通過修配方法，修正誤差進(jìn)一步提高精度。

8、本發(fā)明是要在設(shè)計(jì)過程中，保證零件的設(shè)計(jì)和制造精度問題，為最終的換模質(zhì)量保證奠定基礎(chǔ)。

9、提高精度就在于減小誤差，重點(diǎn)是減小基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換而造成的誤差，使設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)重合。就使零件在整個(gè)過程中的基準(zhǔn)不重合產(chǎn)生的誤差變成0。

10、在模具安裝板的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的選擇要遵循完整、清晰、統(tǒng)一的原則。

11、所謂完整的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，就是在模具安裝板的設(shè)計(jì)圖中能全部體現(xiàn)出x/y/z三個(gè)方向的基準(zhǔn)。模板設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)位置要在成型設(shè)備冷鐓機(jī)設(shè)計(jì)的相應(yīng)構(gòu)件上完整體現(xiàn)，作為裝配的初始基準(zhǔn)。動(dòng)模安裝板的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)要在滑塊上獲得相應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素，定模板的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在冷鐓機(jī)的床身前端也要有相應(yīng)的基準(zhǔn)要素。

12、所謂清晰的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，就是在模板使用的整個(gè)過程中，能夠保留和暴露出設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的位置，作為整體找正和調(diào)整的依據(jù)。

13、所謂統(tǒng)一，就是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)與工藝基準(zhǔn)統(tǒng)一。工藝基準(zhǔn)在不同的制造場(chǎng)合又分工序基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。具體地，基準(zhǔn)統(tǒng)一就是要求設(shè)計(jì)時(shí)具體明確在三個(gè)方向的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，在加工過程中可直接作為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)，能夠在相關(guān)表面的加工時(shí)，直接采用，此時(shí)作為整體的基準(zhǔn)，控制零件的制造質(zhì)量；在裝配過程中，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)又作為裝配基準(zhǔn)，三個(gè)方向基準(zhǔn)能明顯地在結(jié)構(gòu)上顯現(xiàn)，明確裝配關(guān)系，方便測(cè)量和校正。同時(shí)作為精準(zhǔn)裝配時(shí)粗基準(zhǔn)，必要時(shí)能夠進(jìn)行修磨和修配，保證離線換模的二塊模具安裝板的一致性，在保證一致的條件下(允許的誤差范圍內(nèi))，然后再建立裝配的精基準(zhǔn)(裝配定位銷)，供換模時(shí)模板的安裝定位使用，從而保證精確、快速更換模板。對(duì)同一塊模具安裝板而言，多次拆裝保證了正確的位置不變。

14、對(duì)另一塊模具安裝板，用同樣的方法安裝配的技術(shù)要求進(jìn)行調(diào)整和修配，達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求后，建立裝配的精基準(zhǔn)，用二個(gè)與前一塊模板不同的定位銷確定裝配精確位置。

15、組成配對(duì)的一套模具的二塊安裝板，一塊動(dòng)模安裝板和另一塊定模安裝板的設(shè)計(jì)還要同時(shí)遵循基準(zhǔn)位置統(tǒng)一原則。

16、模具安裝板的設(shè)計(jì)要保證互換的二塊模板自身的基準(zhǔn)要求，配套使用的另一塊模具安裝板同樣應(yīng)有同樣的自身基準(zhǔn)要求，即明確在x/y/z三個(gè)方向的基準(zhǔn)，這三個(gè)基準(zhǔn)在加工過程中可直接作為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)，能夠用于相關(guān)表面的加工時(shí)，直接采用控制零件的制造質(zhì)量；同時(shí)，配套的模具(動(dòng)模和定模)安裝板的基準(zhǔn)選擇，應(yīng)具備同樣的、同位置的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，兩者以鏡像方式標(biāo)注(從模具安裝面的方向看)。方便配對(duì)模板的校準(zhǔn)，同時(shí)以最大限度地減小兩者之間在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的誤差。

17、最簡(jiǎn)單而有效的基準(zhǔn)要素是一面兩孔，其位置與各工位所在模孔處于同一直線上。

18、各工位的模具孔之間的設(shè)計(jì)要遵循相對(duì)獨(dú)立和累計(jì)誤差最小原則。

19、各?？字g的位置關(guān)系到成形作業(yè)質(zhì)量和機(jī)構(gòu)運(yùn)行的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，要保證相互間的尺寸精度和位置精度，在設(shè)計(jì)過程中，建立獨(dú)立的內(nèi)部關(guān)系，同時(shí)與基準(zhǔn)間保持唯一一種聯(lián)系(其中一個(gè)環(huán)節(jié)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)產(chǎn)生聯(lián)系，而不是各個(gè)工位都與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)直接聯(lián)系)，有利于在保證鐓鍛條件下對(duì)整體位置的修整和調(diào)節(jié)。各工位之間的位置設(shè)計(jì)遵循累積誤差最小原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，使從起始工位到最終工位之間，由制造產(chǎn)生的誤差累積最小。

20、各工位安裝模具的模座在模具安裝板上的安裝關(guān)系要遵循調(diào)節(jié)精準(zhǔn)原則。

21、模具的模座在安裝板的安裝和連接要有獨(dú)自的微調(diào)環(huán)節(jié)，用以修正相鄰工位的孔之間制造誤差的補(bǔ)償調(diào)節(jié)和相對(duì)的動(dòng)、定模之間的對(duì)中性要求的調(diào)節(jié)。

22、在調(diào)整到精確位置后，用定位銷固定位置，保證配套模具的安裝的準(zhǔn)確。同樣另一套配套的動(dòng)、定模具也保證整體的準(zhǔn)確。從而實(shí)現(xiàn)二套模具拆下后更換成另一套模具的離線換模具技術(shù)的快速、正確實(shí)施。