智能沖壓模具設計,智能沖壓自動化生產線
本篇文章給大家談談智能沖壓模具設計,以及智能沖壓自動化生產線對應的知識點,希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔。
本文目錄概覽:
- 1、如何在PRO/E中設計出自動沖壓模具來
- 2、沖壓模具設計制造的一些優(yōu)化方法
- 3、沖壓模具設計的一般流程?
- 4、沖壓模具設計論文誰要?
- 5、沖壓模具設計步驟是?
- 6、沖壓模具的設計與制作技巧
如何在PRO/E中設計出自動沖壓模具來
用Pro/E做模具設計使模具看起來更形像具體,但最終目的是為了與
數控加工中心
的對接,也就是說,在
模具加工
過程中如果要用到加工中心那就必須要有三維模具圖形。
但是
沖壓模具
的加工過程中,很少用到加工中心,
數控銑
等機床,用的較多的則是
線切割
,電火花等,所以用pro/e做
沖壓模具設計
會顯得多余。
沖壓模具設計制造的一些優(yōu)化方法
沖壓模具設計制造的一些優(yōu)化方法
模塊化設計能有效減少產品設計時間并提高設計質量。下面是我整理的沖壓模具設計制造的一些優(yōu)化方法介紹,歡迎參考。
一、模具的模塊化方法
縮短設計周期并提高設計質量是縮短整個模具開發(fā)周期的關鍵之一。模塊化設計就是利用產品零部件在結構及功能上的相似性,而實現產品的標準化與組合化。大量實踐表明,模塊化設計能有效減少產品設計時間并提高設計質量。因此本文探索在模具設計中運用模塊化設計方法。
模具模塊化設計的實施:
1、建立模塊庫
模塊庫的建立有三個步驟:模塊劃分、構造特征模型和用戶自定義特征的生成。標準零件是模塊的特例,存在于模塊庫中。標準零件的定義只需進行后兩步驟。模塊劃分是模塊化設計的第一步。模塊劃分是否合理,直接影響模塊化系統(tǒng)的功能、性能和成本。每一類產品的模塊劃分都必須經過技術調研并反復論證才能得出劃分結果。對于模具而言,功能模塊與結構模塊是互相包容的。結構模塊的在局部范圍內可有較大的結構變化,因而它可以包含功能模塊;而功能模塊的局部結構可能較固定,因而它可以包含結構模塊。模塊設計完成后,在Pro/E的零件/裝配(Part/Assembly)空間中手工建構所需模塊的特征模型,運用Pro/E的用戶自定義特征功能,定義模塊的'兩項可變參數:可變尺寸與裝配關系,形成用戶自定義特征(User-Defined Features,UDFs)。生成用戶自定義特征文件(以gph為后綴的文件)后按分組技術取名存儲,即完成模塊庫的建立。
2、模塊庫管理系統(tǒng)開發(fā)
系統(tǒng)通過兩次推理,結構選擇推理與模塊的自動建模,實現模塊的確定。第一次推理得到模塊的大致結構,第二次推理最終確定模塊的所有參數。通過這種途徑實現模塊"可塑性"目標。在結構選擇推理中,系統(tǒng)接受用戶輸入的模塊名稱、功能參數和結構參數,進行推理,在模塊庫中求得適用模塊的名稱。
如果不滿意該結果,用戶可指定模塊名稱.在這一步所得到的模塊仍是不確定的,它缺少尺寸參數、精度、材料特征及裝配關系的定義。在自動建模推理中,系統(tǒng)利用輸人的尺寸參數、精度特征、材料特征與裝配關系定義,驅動用戶自定義特征模型,動態(tài)地、自動地將模塊特征模型構造出來并自動裝配。自動建模函數運用C語言與Pro/E的二次開發(fā)工具Pro/TOOLKIT開發(fā)而成。通過模塊的調用可迅速完成模具設計。應用此系統(tǒng)后模具設計周期明顯縮短。由于在模塊設計時認真考慮了模塊的質量,因而對模具的質量起基礎保證作用。模塊庫中存放的是相互獨立的UDFs文件,因此本系統(tǒng)具有可擴充性。
二、模具制造過程中的缺陷及防止措施
1、鍛造加工
高碳、高合金鋼,例如Cr12MoV、W18Cr4V等,廣泛用于制造模具。但這類鋼不同程度的存在成分偏析、碳化物粗大不均勻、組織不均勻等缺陷。選用高碳、高合金鋼制造模具,必須采用合理的鍛造工藝來成形模塊毛坯,這樣一方面可使鋼材達到模塊毛坯的尺寸和規(guī)格,一方面可改善鋼的組織和性能。另外高碳、高合金的模具鋼導熱性較差,加熱速度不能太快,且加熱要均勻,在鍛造溫度范圍內,應采用合理的鍛造比。
2、切削加工
模具的切削加工應嚴格保證尺寸過渡處的圓角半徑,圓弧與直線相接處應光滑。如果模具的切削加工質量較差,就可能在以下3個方面造成模具損,1)由于切削加工不恰當,造成的尖銳轉角或圓角半徑過小,會導致模具在工作時產生嚴重的應力集中。2)切削加工后的表面太粗糙,就有可能存在刀痕、裂口、切口等缺陷,它們既是應力集中點,又是裂紋、疲芳裂紋或熱疲勞裂紋的萌生地。3)切削加工沒能完全、均勻地切除模具毛壞在軋制或鍛造時產生的脫碳層,就可能在模具熱處理時產生不均勻的硬化層,導致耐磨性下降。
3、磨削加工
模具在火、回火后一般要進行磨削加工,以降低表面粗糙度值。由于磨削速度過大、砂輪粒度過細或冷卻條件較差等因素的影響,引起的模具表層局部過熱,造成局部顯微組織變化,或引起表面軟化,硬度降低,或產生較高的殘余拉應力等現象,都會降低模具的使用壽命選擇適當的磨削工藝參數減少局部發(fā)熱,磨削后在可能的條件下進行去應力處理,就可有效地防止磨削裂紋的產生。防止磨削過熱和磨削裂紋的措施較多,例如:采用切削力強的粗顆粒砂輪或粘結性較差的砂輪,減少模具的磨削進給量;選用合適的冷卻劑;磨削加工后250一300℃的回火消除磨削應力等。
4、電火花加工
應用電火花工藝加工模具時,放電區(qū)的電流密度很大,產生大量的熱,模具被加工區(qū)域的溫度高達10000℃左右,由于溫度高,熱影響區(qū)的金相組織必將發(fā)生變化,模具表層由于高溫而發(fā)生熔化,然后急冷,很快凝固,形成再凝固層。在顯微鏡下可看到,再凝固層呈白亮色,內部有較多顯微裂紋。為了延長模具壽命可以采用以下措施:調整電火花加工參數用電解法或機械研磨法研磨電火花加工后的表面,除去異常層中的白亮層,尤其是要除去顯微裂紋。在電火花加工后安排一次低溫回火,使異常層穩(wěn)定化,阻止顯微裂紋擴展。
根據文中所述方法可縮短開發(fā)周期和有效地防止模具制造缺陷,提高模具制造質量、降低生產成本。
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沖壓模具設計的一般流程?
沖壓模具的設計一般流程是什么,關于沖壓模具設計有哪些了解。以下是我為大家整理的關于,給大家作為參考,歡迎閱讀!
1. 取得必要的資料,并分析零件的沖壓工藝性
1 取得注明具體技術要求的產品工件圖紙明確工件的大小、形狀、精度要求、裝配關系等;
2 工件加工的工藝過程卡片研究其前后工序間的相互關系和在各工序間必須相互保證的加工工藝要求;
3 工件的生產批量決定模具的型式,結構、材料等;
4 工件原材料的規(guī)格與毛坯情況如板料、條料、帶料、廢料……;
5 沖壓車間的裝置資料或情況;
6 工具車間制造模具的技術能力和裝置條件,以及可采用的模具標準件情況;
7 研究消化上述資料,必要時可對既定的產品設計和工藝過程提出修改意見,使產品設計、工藝過程和工裝設計與制造三者之間能有更好的結合,取得更完善的效果。
2.確定工藝方案及模具的結構型式
1 根據工件的形狀、尺寸精度、表面質量要求,進行工藝分 析,確定落料、沖孔、彎曲等基本工序。一般情況下可以從圖紙要求直接確定;
2 根據工藝計算,確定工序數目,如拉深次數等;
3 根據各工序的變形特點及尺寸要求確定工序排列的順序,如需要確定先沖孔后彎曲,還是先彎曲后沖孔等;
4 根據生產批量和條件,確定工序的組合,如復合沖壓工序、和連續(xù)沖壓工序等。
3.進行必要的工藝計算
1 設計材料的排樣和計算毛坯尺寸;
2 計算沖壓力包括沖裁力、彎曲力、拉深力、卸料力、壓邊力等,必要時須計算沖壓功和功率;
3 計算模具的壓力中心;
4 計算或估算模具各主要零件的厚度, 如凹模和凸模固定板、墊板的厚度以及卸料橡皮或彈簧的自由高度等;
5 決定凸、凹模間隙,計算凸、凹模工作部分尺寸;
6 對于拉深工序,需要決定拉深方式壓邊或不壓邊,計算拉深次數及中間工序的半成品尺寸。
對于某些工藝,如帶料連續(xù)拉深,須進行專門的工藝計算。
4.模具總體設計
在上述分析計算的基礎上,進行模具結構的總體設計,勾畫草圖即可,并初算出模具的閉合高度,概略地定出模具的外形尺寸.
本節(jié)設計內容目錄如下所示:
1 目錄 至少二級標題及頁碼;
2 設計任務書;
3 工藝方案分析及確定 填寫沖壓件工藝規(guī)程;
4 工藝計算;
5 模具結構設計;
6 模具零部件工藝設計;
7 填寫模具說明書,參見表6-3;
8 整個模具的裝配步驟;
9 評述所設計模具的優(yōu)缺點;
10參考資料目錄;
11結束語。
沖壓模具設計步驟
1。首先有電子檔的要對圖,看與紙面是否一致。就不明確的地方與客戶溝通,包括接刀口、尖角、折彎內角R等。
2。然后放工差,例如5+0.05/-0的孔就改到5.04
3。然后展開,排樣或者排工程,畫出工序圖或者排樣圖。
4。畫上模板、模座,并訂購鋼材。
5。完成所有設計
6。給領導審查
7。根據領導意見進行修改
8。拆零件、標注尺寸,加工說明等。
9。列印、簽字、發(fā)圖
沖壓模具基礎知識
1、卷邊
卷邊是將工序件邊緣卷成接近封閉圓形的一種沖壓工序。卷邊圓形的軸線呈直線形。[1]
2、卷緣
卷緣是將空心件上口邊緣卷成接近封閉圓形的一種沖壓工序。
3、拉延
拉延是把平直毛料或工序件變?yōu)榍嫘蔚囊环N沖壓工序,曲面主要依靠位于凸模底部材料的延伸形成。
4、拉彎
拉彎是在拉力與彎矩共同作用下實現彎曲變形,使整個彎曲橫斷面全部受拉伸應力的一種沖壓工序。
5、脹形
脹形是將空心件或管狀件沿徑向往外擴張的一種沖壓工序。剖切 剖切是將成形工序件一分為幾的一種沖壓工序。
6、校平
校平是提高區(qū)域性或整體平面型零件平直度的一種沖壓工序。
7、起伏成形
是依靠材料的延伸使工序件形成區(qū)域性凹陷或凸起的沖壓工序。起伏成形中材料厚度的改變?yōu)榉且鈭D性的,即厚度的少量改變是變形過程中自然形成的,不是設計指定的要求。
8、彎曲
彎曲是利用壓力使材料產生塑性變形,從而被彎成有一定曲率、一定角度的形狀的一種沖壓工序。
9、鑿切
鑿切是利用尖刃的鑿切模進行的落料或沖孔工序。鑿切并無下模,墊在材料下面的只是平板,被沖材料絕大多數是非金屬。
10、深孔沖裁
深孔沖裁是孔徑等于或小于被沖材料厚度時的沖孔工序。
11、落料
落料是將材料沿封閉輪廓分離的一種沖壓工序,被分離的材料成為工件或工序件,大多數是平面形的。
12、縮口
縮口是將空心件或管狀件敞口處加壓使其縮小的一種沖壓工序。
13、整形
整形是依靠材料流動,少量改變工序件形狀和尺寸,以保證工件精度的一種沖壓工序。
14、整修
整修是沿外形或內形輪廓切去少量材料,從而提高邊緣光潔度和垂直度的一種沖壓工序。整修工序一般也同時提高尺寸精度。
15、翻孔
翻孔是沿內孔周圍將材料翻成側立凸緣的一種沖壓工序。
16、翻邊
翻邊是沿外形曲線周圍將材料翻成側立短邊的一種沖壓工序。
17、拉深
拉深是把平直毛料或工序件變?yōu)榭招募蛘甙芽招募M一步改變形狀和尺寸的一種沖壓工序。拉深時空心件主要依靠位于凸模底部以外的材料流入凹模而形成。
18、連續(xù)拉深
連續(xù)拉深是在條料卷料上,用同一副模具連續(xù)拉深模通過多次拉深逐步形成所需形狀和尺寸的一種沖壓方法。
19、變薄拉深
變薄拉深是把空心工序件進一步改變形狀和尺寸,意圖性地把側壁減薄的一種拉深工序。
20、反拉深
反拉深是把空心工序件內壁外翻的一種拉深工序。
21、差溫拉深
差溫拉深是利用加熱、冷卻手段,使待變形部分材料的溫度遠高于已變形部分材料的溫度,從而提高變形程度的一種拉深工序。
22、液壓拉深
液壓拉深是利用盛在剛性或柔性容器內的液體,代替凸?;虬寄R孕纬煽招募囊环N拉深工序。
23、壓筋
壓筋是起伏成形的一種。當局部起伏以筋形式出現時,相應的起伏成形工序稱為壓筋。
沖壓模具設計論文誰要?
現代模具制造技術朝著加快信息驅動、提高制造柔性、敏捷化制造及系統(tǒng)化集成的方向發(fā)展。
一、高速銑削:第三代制模技術?
高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質量,而且與傳統(tǒng)的切削加工相比具有溫升低(加工工件只升高3℃),熱變形小,因而適合于溫度和熱變形敏感材料(如鎂合金等)加工;還由于切削力小,可適用于薄壁及剛性差的零件加工;合理選用刀具和切削用量,可實現硬材料(HRC60)加工等一系列優(yōu)點 。因此,高速銑削加工技術仍是當前的熱門話題,它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展,成為第三代制模技術。?
二、電火花銑削和“綠色”產品技術?
從國外的電加工機床來看,不論從性能、工藝指標、智能化、自動化程度都已達到了相當高的水平,目前國外的新動向是進行電火花銑削加工技術(電火花創(chuàng)成加工技術)的研究開發(fā),這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術,它是用高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣),因此不再需要制造復雜的成型電極,這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。
目前,電火花加工機床的主要問題是輻射騷擾,因為它對安全、環(huán)保影響較大,在國際市場越來越重視“綠色”產品的情況下,作為模具加工的主導設備電火花加工機床的“綠色”產品技術,將是今后必須解決的難題。?
三、新一代模具CAD/CAM軟件技術?
目前,英、美、德等國及我國一些高等院校和科研院所開發(fā)的模具軟件,具有新一代模具CAD/CAM軟件的智能化、集成化、模具可制造性評價等特點。
新一代模具軟件應建立在從模具設計實踐中歸納總結出的大量知識上。這些知識經過了系統(tǒng)化和科學化的整理,以特定的形式存儲在工程知識庫中并能方便地被模具所調用。在智能化軟件的支持下,模具CAD不再是對傳統(tǒng)設計與計算方法的模仿,而是在先進設計理論的指導下,充分運用本領域專家的豐富知識和成功經驗,其設計結果必然具有合理性和先進性。?
新一代模具軟件以立體的思想、直觀的感覺來設計模具結構,所生成的三維結構信息能方便地用于模具可制造性評價和數控加工,這就要求模具軟件在三維參數化特征造型、成型過程模擬、數控加工過程仿真及信息交流和組織與管理方面達到相當完善的程度并有較高集成化水平。衡量軟件集成化程度的高低,不僅要看功能模塊是否齊全,而且要看這些功能模塊是否共用同一數據模型,是否以統(tǒng)一的方式形成全局動態(tài)數據庫,實現信息的綜合管理與共享,以支持模具設計、制造、裝配、檢驗、測試及投產的全過程。?
模具可制造性評價功能在新一代模具軟件中的作用十分重要,既要對多方案進行篩選,又要對模具設計過程中的合理性和經濟性進行評估,并為模具設計者提供修改依據。?
在新一代模具軟件中,可制造性評價主要包括模具設計與制造費用的估算、模具可裝配性評價、模具零件制造工藝性評價、模具結構及成形性能的評價等。? 新一代軟件還應有面向裝配的功能,因為模具的功能只有通過其裝配結構才能體現出來。采用面向裝配的設計方法后,模具裝配不再是逐個零件的簡單拼裝,其數據結構既能描述模具的功能,又可定義模具零部件之間相互關系的裝配特征,實現零部件的關聯(lián),因而能有效保證模具的質量。?
四、先進的快速模具制造技術?
1、激光快速成型技術(RPM)發(fā)展訊速,我國已達到國際水平,并逐步實現商品化。世界上已經商業(yè)化的快速成形工藝主要有SLA(立體光刻)、LOM(分層分體制造)、SLS(選擇性激光燒結)、3D-P(三維印刷)。?
清華大學最先引進了美國3D公司的SLA250(立體光刻或稱光敏樹脂激光固化)設備與技術并進行開發(fā)研究,經幾年努力,多次改進,完善、推出了“M-RPMS-型多功能快速原型制造系統(tǒng)”(擁有分層實體制造-SSM、熔融擠壓成型-MEM),這是我國自主知識產權的世界唯一擁有兩種快速成形工藝的系統(tǒng)(國家專利),具有較好的性能價格比。
2、無模多點成形技術是用高度可調的沖頭群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進行板材曲面成形的又一先進制造技術,無模多點成形系統(tǒng)以CAD/CAM/CAT技術為主要手段,快速經濟地實現三維曲面的自動成形。吉林工大承擔了有關無模成形的國家重點科技攻關項目,已自主設計并制造了具有國際領先水平的無模多點成形設備。?
五、現場化的模具檢測技術?
精密模具的發(fā)展,對測量的要求越來越高。精密的三坐標測量機,長期以來受環(huán)境的限制,很少在生產現場使用。新一代三座標測量機基本上都具有溫度補償及采用抗振材料,改善防塵措施,提高環(huán)境適應性和使用可靠性,使其能方便地安裝在車間使用,以實現測量現場化的特點。?
沖壓模具設計步驟是?
給個實例。由于無法上圖,只有文字,見諒。
抽引連續(xù)模設計步驟及要點,
[摘要] 文章在對抽引加工工藝作了簡單的概述後,著重總結了抽引連續(xù)模設計步驟及要點,并列舉了較實用之模具結構形式.
關鍵詞 抽引 連續(xù)模 沖壓 沖模排樣
1. 概述
抽引加工工藝在連接器五金件制造中應用極為廣泛. 它是一種將平片毛坯抽制成立體空心件的沖壓加工方法,在工業(yè)及生活用品的制造中應用極為廣泛. 諸如汽車覆蓋件,連接器中的D型鐵殼,生活用品中的易拉罐等都離不開抽引加工工藝.抽引加工一般分為旋轉件抽引(如Audio Jack Shell),盒形件抽引(如D-SUB Shell) 及復雜曲面抽引(汽車覆蓋件)等.
抽引加工的成形機理是材料內部產生塑性流動,平片毛坯向徑向流動逐步轉移到筒壁的過程,如圖一所示:
(圖一)
由此可見,抽引加工必然存在以下特點:
a. 材料內部塑性流動, 必然產生加工硬化;
b. 材料從外圍向徑向流動時,在切向相互間產生擠壓應力,由此導致材料失穩(wěn)起皺,甚至抽裂.
簽于抽引成形機理是材料整體流動,變數太多,故模具設計時光靠理論計算往往不夠,需在實際試模中加以修正.在抽引連續(xù)模設計時,由於連續(xù)模之結構特點以及料帶之送料順暢要求,使得模具設計時有更多的考量要點.以下就抽引連續(xù)模設計步驟及要點作些許總結.
2. 抽引件工藝性評估及成形工序確定
在抽引連續(xù)模設計之前,首先應對抽引件圖面進行工藝性審查評估,評估內容主要包括以下幾部分:
a. 抽引件之精度要求:一般而言抽引件在圓筒側壁之材料厚度無法做到等料厚t, 故產品尺寸標注時不能同時對圓筒內外同時有尺寸要求, 只能滿足其中一項, 其精度要求可達0.05mm.在高度方向也可控制到0.05mm, 其標注方式最好以抽引件底部為基準;
b. 抽引件之外觀要求: 材料在抽引流動時與模仁摩擦劇烈,外觀無法做到車制零件那麼光滑,筒側壁可能會有內凹或弧形;
c. 零件之抽引工藝性: 由於抽引連續(xù)模之模具結構特點決定,抽引過程中無法加退火工序,故必須對制件之連續(xù)抽引進行工藝評估.如果其總抽引系數小於材料所允許之最小總抽引系數,那麼就不具備連續(xù)抽引工藝;
d. 如果抽引件深度太高,無法連續(xù)抽引完成時,可考慮先抽引後翻底工藝,看能否達到目的,此時產品側壁外觀不平整.另外當總抽引系數太小時, 可考慮用脹形工藝完成;
e. 產品形狀盡量簡單對稱,有利於材料均勻流動;
f. 產品之圓角半徑不宜過小,一般底部圓角r和口部圓角R都應大於(0.1~0.3)t;
g. 評估抽引件凸緣及側壁之成形或沖孔是否在連續(xù)模中易實現.諸如凸緣上沖孔太靠近抽引主體,很可能為了閃開抽引主體而使刀口太弱;側壁上沖孔能否有效排屑等都須考量;
h. 抽引件底部沖孔時,其孔徑必須小於抽引直徑;否則可考慮側切底工藝,將底部圓角切除;
3. 抽引件毛坯展開
抽制工件所需毛坯直徑必須在實際的抽引試模中加以修正才能得到正確數值.但理論計算必不可少,它可大致確定出毛坯之形狀與面積.對於零件成本預估,抽引工藝性評估及抽數確定等都有重要的指導意義和實用價值.
一般在抽引件毛坯展開中,面積相等法利用最為廣泛.其理論來源於抽引前後質量守恒定律. 當假定料厚t均勻時, 由於密度一定,故可推得抽引前後面積相等結論.在計算抽制品面積時,一般是以料厚t之中心線(如圖二中虛線)所旋轉而成的面作為平均面.
(圖二)
利用面積相等法原則求毛坯直徑的程序為: 先計算出抽制品平均面積,再利用此面積計算毛坯直徑D.如何求得抽制品面積呢?我們必須先將復雜形狀之抽制件分解為多個簡單的幾何單元,然後利用面積累積法求得整個產品之面積.如下圖三:
(圖三)
抽制品面積A=Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ
毛坯面積=D2/4 故D=(4A/)1/2 =1.128A1/2
對於盒形件(如D-SUB Shell)等,由於直邊段的變形機理為折彎原理, 抽引機理主要存在於圓角處,故直邊處的毛坯按折彎展開,圓角處按圓筒抽引展開.因此較常用到幾何單元體為以下幾種,其面積計算公式附後
4. 抽引工藝參數之計算與分配
在連接器抽引件開發(fā)中往往都需要多道抽引才能完成。因此抽引道次的計算和抽引系數之分配等工藝參數的確定至關重要.其計算步驟一般為:
a. 計算修邊余量;
b. 對補償有修邊余量之抽引件進行毛坯面積計算并確定展開毛坯形狀;
c. 確定抽引道次,并進行抽引系數分配;
d. 抽引凸凹模工作部分設計;
e. 確定各抽抽引高度.
具體分解如下:
a. 在抽制過程中, 常因材料機械的各向異性以及抽引間隙不均勻,摩擦阻力不等以及定位誤差等因素導致抽引件口部或凸緣周邊不齊,須修邊.因此在毛坯展開前必須補償修邊余量.在連接器類小抽引件設計時一般按1mm的修邊余量補償.
b. 毛坯面積的計算如上文所講,利用面積分段法求出的產品總面積,就是毛坯面積. 針對圓筒件,其毛坯為圓形,因此可確定其直徑.對於盒形件,在四個圓角按1/4圓筒計算,直邊段按折彎展開計算,圓角和直邊單獨展開,再平滑過渡,如圖四:
(圖四)
c. 在毛坯展開後, 就必須確認抽引道次了.在計算抽引道次前,我們須計算出抽引件之總抽引系數(圖五).
m總=產品之筒徑/展開毛胚直徑(1)
(圖五)
當m總小於此材料所能允許的最小抽引系數時, 將無法連續(xù)抽引,中間必須通過退火工序.
在計算出m總後,有兩種方法進行抽引參數計算:
1) 計算法:
抽引道次n=m總/m均(其中m均為材料之平均抽引系數)
當抽引道次確認後,查相關沖壓手冊選取相對應材料各道抽引系數,選取時必須保證以下原則m1*m2* m3---*mn=m總
當各道次抽引系數確認後,即可根據
d1=m1*D d2=m2*d1 ……. dn=mn*dn-1
公式計算出各抽沖子直徑.
2) 推算法:
通過沖壓手冊推薦表格查出各抽允許之抽引系數 m1, m2….. mn然后根據
d1=m1*D d2=m2*d1 ……. dn=mn*dn-1
推算直到d n=抽制件直徑為止,此時n就為抽引次數。并同時已確定出各抽抽引直徑.
用壓邊圈時筒形件許可抽引系數
拉伸 抽引
系數 系數 毛坯相對厚度(t/D)*100
2~1.5 1.5~1.0 1.0~0.5 0.5~0.2
m 1 0.46~0.50 0.50~0.53 0.53~0.56 0.56~0.58
m 2 0.70~0.72 0.72~0.74 0.74~0.76 0.76~0.78
m 3 0.72~0.74 0.74~0.76 0.76~0.78 0.78~0.80
m 4 0.74~0.76 0.76~0.78 0.78~0.80 0.80~0.82
d. 抽引凸凹模工作部分設計
抽引凸凹模工作部分設計包括抽引間隙設計,凸凹模圓角設計,凸模頭部形狀設計;
1)抽引間隙:在各抽沖子直徑確認後,凹模直徑=沖子直徑+2*抽引間隙。
其中抽引間隙一般由第一抽的1.1t到最後一抽t逐步遞減。
2)在凹模頭設計(圖六),一般第一抽r凹=(8~12)t,
後續(xù)各抽r凹n=(0.6~0.8)r凹n-1
沖子頭部圓角設計為r凸n=(0.6~1.0)r凹n
最後整形抽,r凹=抽制件口部圓角 r凸=抽制件底部圓角
(圖六)
3)為保證抽引件成形,有利於材料流動,往往將抽引沖子頭部作成一定斜角,如圖七所示:
一般而言, 當T?0.70mm時 ?=30? , 0.7mmT?1.4mm時 ?=40? T1.4mm時 ?=45?
(圖七)
e. 確定各抽抽引高度
如圖八所示: 當抽引到最後一抽時,產品尺寸應全部到位,故抽引高度就是產品高度。選定一區(qū)域作為等面積計算單位,由此得
Ⅰn+Ⅱn+Ⅲn+Ⅳn+Ⅴn=產品面積A
由前面計算已知r凹,r凸以及d n, 故Ⅰn,Ⅱ,Ⅳn,Ⅴn也可計算得出,因此有
Ⅲn=3.14*d*H=A-Ⅰn-Ⅱn-Ⅳn-Ⅴn
推出 H=( A-Ⅰn-Ⅱn-Ⅳn-Ⅴn)/(3.14*dn)
(圖八)
5. 抽引連續(xù)模之料帶設計
抽引件展開成毛坯後要開發(fā)成連續(xù)模形式,必須對料帶的carry連接方式給予確定。在料帶設計時一般要考慮以下因素:利於抽引件成形,料帶剛性良好,送料順暢,在料寬與pitch選定時盡量提高材料利用率。
從大方面看抽引連續(xù)模料帶可分為整料帶方案和切口料帶方案兩種。
它們的主要區(qū)別在與切口料帶抽引時毛坯完全獨立,前後產品在抽引時材料流動不會相互影響;而整料帶抽引時前後毛坯相關連,不但造成抽引凸緣過大,而且容易產生毛坯材料不夠等現象,特別是在模具維修時不便維修。因此,在實際模具設計時,切口料帶設計方案應用更為廣泛。
公司目前所有抽引模均為切口料帶式。在切口料帶方案中,又有以下三種毛坯分離方式。
1)下料式(如圖九),其特點是:
i. 廢料多,材料利用率低; ii. 料帶剛性差;
(圖九)
2)撕破方式(如圖十),其特點是:
i.材料利用率高,料帶剛性好;
ii.毛胚通過撕破方式分開,容易與carry在撕開處相重疊,產生細小金屬絲;
(圖十)
3)下料與撕破綜合式(如圖十一),其特點是:
i. 材料利用率高; ii. 料帶剛性好。
(圖十一)
在抽引連續(xù)模料帶設計時,必須保證:
1) 連接抽引毛坯與兩側浮料定位之搭邊的carry必須有一定弧度(圖十二),可隨抽引毛坯向中心流動時而延伸。這樣才能保證浮料定位搭邊不致被拉變形或者是carry被拉斷,這才能使得後續(xù)各工站送料順暢,定位準確;
(圖十二)
2)為保證料帶之剛性,最好在兩側搭邊中間加一橫向carry,如圖十三所示。
(圖十三)
6. 抽引連續(xù)模之壓料與脫料設計
抽引模設計時,必須從抽引工藝上充分考量壓料與脫料的可靠性。如果壓料不充分,材料容易起皺失穩(wěn)。如果壓料過死,則不利於材料流動,容易造成抽裂。同樣,如果脫料機構設計不好,也容易造成卡料與帶料現象,無法送料順暢。
抽引工站結構如圖示:
剝料板通過兩側限位,使得抽引毛坯(包括carry)與剝料板間有0.02~0.05mm間隙,這樣既有利材料流動,又可避免起皺。剝料板必須用彈簧強壓。在下模設計頂料塊,避免產品卡死在模仁中,其浮升的高度必須使產品脫離模仁r角。
抽引後,材料勢必會緊包在抽引沖子上,為達到脫料目的,除了使沖子完全退回到剝料板里面,達到完全剝料外,還應在抽引沖子上設計氣孔,以避免沖子與產品在剝料過程中產生真空,發(fā)生帶料現象。
7. 抽引連續(xù)模之定位設計
抽引連續(xù)模料帶在模具中的定位設計與彎曲連續(xù)模有本質區(qū)別.抽引時材料流動,carry變形,因而無法再通過carry上的定位工藝孔對整料帶定位,為保證產品尺寸精度。其成形工藝必須為:
分離抽引毛坯 ?抽引?以抽引體為基準切出彎曲展開毛坯?彎曲成形?產品從料帶分離。如圖十四:
(圖十四)
在模具前段為抽引毛坯分離工站,包括下料與撕裂,是在抽引前完成,可通過料帶上定位孔定位;模具中間段為抽引工站,此時料帶上定位孔功能已喪失,它們的 的定位是靠抽引外形自動導入抽引模仁保證;在模具後段為下料彎曲工站,為保證產品精度,必須以最後一抽抽引體為基準進行定位。
針對模具後段定位,設計時有三種方案:
a. 以抽引體外形定位,在模具後段各工站設計外形與抽引體外形一致,配合間隙0.02mm之定位結構。此結構必須在抽引件底部加頂出裝置。如圖十五:
(圖十五)
b. 以抽引體內部輪廓定位,在模具後段各工站設計與抽引體內形一致,間隙0.02m之定位Block固定於剝料板上。此Block必須在頭部進行導引結構和剝料機構設計,如圖十六:
(圖十六)
c. 凸緣工藝孔定位:
以上兩種定位方案往往占用模具空間大,也不便於設計剝料和脫料機構。因此,可借鑒carry定位孔原理,先以抽引體外形或內形定位,在凸緣上沖出定位工藝孔,在後續(xù)工站中以凸緣上的工藝孔作為抽引件在模具中的定位。因為凸緣與抽引體位置固定,因此凸緣上工藝孔與抽引體在料帶定位功能上有等效作用,如圖十七所示:
(圖十七)
沖壓模具的設計與制作技巧
沖壓模具的設計與制作技巧
模具主要通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實現物品外形的加工。下面是我整理的沖壓模具的設計與制作技巧介紹,大家一起來看看吧。
一、從廢料情況看出的信息
廢料本質上就是成形孔的反像。即位置相反的相同部位。通過檢查廢料,你可以判斷上下模間隙是否正確。如果間隙過大,廢料會出現粗糙、起伏的斷裂面和一窄光亮帶區(qū)域。間隙越大,斷裂面與光亮帶區(qū)域所成角度就越大。如果間隙過小,廢料會呈現出一小角度斷裂面和一寬光亮帶區(qū)域。
過大間隙形成帶有較大卷邊和邊緣撕裂的孔,令剖面稍微有一薄邊緣突出。太小的間隙形成帶稍微卷邊和大角度撕裂,導致剖面或多或少地垂直于材料表面。
一個理想的廢料應有合理的壓塌角和均勻的光亮帶。這樣可保持沖壓力最小并形成一帶極少毛刺的整潔圓孔。從這點來看,通過增大間隙來延長模具壽命是以犧牲成品孔質量換取的。
二、模具間隙的選擇
模具的間隙與所沖壓的材料的類型及厚度有關。不合理的間隙可以造成以下問題:
(1)如間隙過大,所沖壓工件的毛刺就比較大,沖壓質量差。如果間隙偏小,雖然沖孔的質量較好,但模具的磨損比較嚴重,大大降低模具的使用壽命,而且容易造成沖頭的折斷。
(2)間隙過大或過小都容易在沖頭材料上產生粘連,從而造成沖壓時帶料。過小的間隙容易在沖頭底面與板料之間形成真空而發(fā)生廢料反彈。
(3)合理的間隙可以延長模具壽命,卸料效果好,減小毛刺和翻邊,板材保持潔凈,孔徑一致不會刮花板材,減少刃磨次數,保持板材平直,沖孔定位準確。
三、如何提高模具的使用壽命
對用戶來講,提高模具的使用壽命可以大大降低沖壓成本。影響模具使用壽命的因素如下:
1、材料的類型及厚度;
2、是否選擇合理的下模間隙;
3、模具的結構形式;
4、材料沖壓時是否有良好的潤滑;
5、模具是否經過特殊的表面處理;
6、如鍍鈦、碳素氮化鈦;
7、上下轉塔的對中性;
8、調整墊片的合理使用;
9、是否適當采用斜刃口模具;
10、機床模座是否已經磨損;
四、沖壓特殊尺寸孔應注意的問題
(1)最小孔徑沖0.8——1.6范圍的沖孔請用特殊沖頭。
(2)厚板沖孔時,相對于加工孔徑,請使用大一號的模具。注意:此時,若使用通常大小的模具,會造成沖頭螺紋的破損。
(3)沖頭刃口部分,最小寬度與長度的比例一般不應小于1:10。
(4)沖頭刃口部分最小尺寸與板厚的關系。建議沖頭刃口部分最小尺寸取板厚的2倍。
五、模具的刃磨
1、模具刃磨的重要性
定期刃磨模具是沖孔質量一致性的保證。定期刃磨模具不僅能提高模具的使用壽命而且能提高機器的使用壽命,要掌握正確的刃磨時機。
2、模具需要刃磨的具體特征
對于模具的刃磨,沒有一個嚴格的打擊次數來確定是否需要刃磨。主要取決于刃口的鋒利程度。主要由以下三個因素來決定:
(1)檢查刃口的圓角,如果圓角半徑達到R0.1毫米(最大R值不得超過0.25毫米)就需要刃磨。
(2)檢查沖孔質量,是否有較大的毛刺產生?
(3)通過機器沖壓的噪聲來判斷是否需要刃磨。如果同一副模具沖壓時噪聲異常,說明沖頭已經鈍了,需要刃磨。
注:刃口邊緣部變圓或刃口后部粗糙,也要考慮刃磨。
3、刃磨的方法
模具的刃磨有多種方法,可采用專用刃磨機也可在平面磨床上實現。沖頭、下模刃磨的頻度一般為4:1,刃磨后請調整好模具高度。
(1)不正確刃磨方法的危害:不正確的刃磨會加劇模具刃口的迅速破壞,致使每次刃磨的打擊次數大大縮小。
(2)正確的刃磨方法的益處:定期刃磨模具,沖孔的質量和精度可以保持穩(wěn)定。模具的刃口就損壞較慢,壽命更長
4、刃磨規(guī)則
模具刃磨時要考慮下面的因素:
(1)刃口圓角在R0.1-0.25毫米大小情況下要看刃口的鋒利程度。
(2)砂輪表面要清理干凈。
(3)建議采用一種疏松、粗粒、軟砂輪。如WA46KV
(4)每次的磨削量(吃刀量)不應超過0.013毫米,磨削量過大會造成模具表面過熱,相當于退火處理,模具變軟,大大降低模具的壽命。
(5)刃磨時必須加足夠的冷卻液。
(6)磨削時應保證沖頭和下模固定平穩(wěn),采用專用的工裝夾具。
(7)模具的刃磨量是一定的,如果達到該數值,沖頭就要報廢。如果繼續(xù)使用,容易造成模具和機器的損壞,得不償失。
(8)刃磨完后,邊緣部要用油石處理,去掉過分尖銳的棱線。
(9)刃磨完后,要清理干凈、退磁、上油。
注:模具刃磨量的大小主要取決于所沖壓的板材的厚度。
六、沖頭使用前應注意
1、存放
(1)用干凈抹布把上模套里外擦干凈。
(2)存放時小心表面不要出現刮痕或凹痕。
(3)上油防銹。
2、使用前準備
(1)使用前徹底清潔上模套。
(2)查看表面是否有刮、凹痕。如有,用油石去除。
(3)里外上油。
3、安裝沖頭于上模套時應注意事項
(1)清潔沖頭,并給其長柄上油。
(2)在大工位模具上把沖頭插入上模套底部,不能用力。不能用尼龍錘。安裝時,不能通過旋緊上模套上的.螺栓來固定沖頭,只有在沖頭正確定位后才能旋緊螺栓。正全科技微信內容真不錯,值得關注!
4、安裝上模組合入轉塔
如果想延長模具使用壽命,上模套外直徑和轉塔孔之間的間隙要盡可能地小。所以請小心執(zhí)行下列程序。
(1)清潔轉塔孔的鍵槽和內直徑并上油。
(2)調整上模導套的鍵槽,使之與轉塔孔的鍵吻合。
(3)把上模套導直直地插入塔孔,小心不能有任何傾斜。上模導套應該靠自身重量滑入轉塔孔。
(4)如果上模套向一邊傾斜,可用尼龍錘之類的軟材料工具把它輕輕敲正重復敲擊直至上模導套依靠自身重量滑入正確位置。
注意:不能用力于上模導套外直徑,只能在沖頭頂上用力。不能敲擊上模套頂部,以免損壞轉塔孔,縮短個別工位使用壽命。
七、模具的檢修
如果沖頭被材料咬住,取不出來,請按如下所記項目檢查。
1、沖頭、下模的再刃磨。刃口鋒利的模具能加工出漂亮的切斷面,刃口鈍了,則需要額外的沖壓力,而且工件斷面粗糙,產生很大的抵抗力,造成沖頭被材料咬住。
2、模具的間隙。模具的間隙如果相對板厚選得不合適,沖頭在脫離材料時需要很大的脫模力。如果是這個原因沖頭被材料咬住,請更換合理間隙的下模。正全科技微信內容真不錯,值得關注!!
3、加工材料的狀態(tài)。材料弄臟了、或者有污垢時,臟東西附著到模具上,使得沖頭被材料咬住而無法加工。
4、有變形的材料。翹曲的材料在沖完孔后,會夾緊沖頭,使得沖頭被咬住。有翹曲的材料,請弄平整后再加工。
5、彈簧的過度使用。會使得彈簧疲勞。請時常注意檢查彈簧的性能。
八、注油
油量和注油次數視加工材料的條件而定。冷軋鋼板、耐蝕鋼板等無銹無垢的材料,要給模具注油,注油點為導套、注油口、刀體與導套的接觸面、下模等。油用輕機油。
有銹有垢的材料,加工時鐵銹微粉會吸入沖頭和導套之間,產生污垢,使得沖頭不能在導套內自由滑動,這種情況下,如果上油,會使得銹垢更容易沾上,因此沖這種材料時,相反要把油擦干凈,每月分解一回,用汽(柴)油把沖頭、下模的污垢去掉,重新組裝前再擦干凈。這樣就能保證模具有良好的潤滑性能。
九、模具使用過程中經常出現的問題及解決方法
問題一、板材從夾鉗口脫出
原因:模具卸料不完全
解決辦法:
1.采用帶斜度的沖頭
2.在板材上涂潤滑液
3.采用重載模具
問題二、模具磨損嚴重
原因:不合理的模具間隙(偏小)
解決辦法:增加模具間隙
原因:上下模座不對中
解決辦法:
1.工位調整,上下模對中
2.轉塔水平調整
原因:沒有及時更換已經磨損的模具導向組件及轉塔的鑲套
解決辦法:更換
原因:沖頭過熱
解決辦法:
1、在板料上加潤滑液
2、在沖頭和下模之間保證潤滑
3、在同一個程序中使用多套同樣規(guī)格尺寸的模具
原因:刃磨方法不當,造成模具的退火,從而造成磨損加劇
解決辦法:
1、采用軟磨料砂輪
2、經常清理砂輪
3、小的吃刀量
4、足量的冷卻液
原因:步距小
解決辦法:
1、增大步距
2、采用橋式步沖
問題三、沖頭帶料及沖頭粘連
原因:不合理的模具間隙(偏小)
解決辦法:增加模具間隙
原因:沖頭刃口鈍化
解決辦法:及時刃磨
原因:潤滑不良
解決辦法:改善潤滑條件
問題四、廢料反彈
原因:下模問題
解決辦法:
1、采用防彈料下模
2、對于小直徑孔間隙減少10%
3、直徑大于50.00毫米,間隙放大
4、凹模刃口側增加劃痕
原因:沖頭方面
解決辦法:
1、增加入模深度
2、安裝卸料聚胺酯頂料棒
3、采用斜刃口
問題五、卸料困難
原因:不合理的模具間隙(偏小)
解決辦法:增加模具間隙
原因:沖頭磨損
解決辦法:及時刃磨
原因:彈簧疲勞
解決辦法:更換彈簧
原因:沖頭粘連
解決辦法:除去粘連
問題六、沖壓噪音
原因:卸料困難
解決辦法:
1、增加下模間隙、良好潤滑
2、增加卸料力
3、采用軟表面的卸料板
原因:板料在工作臺上及轉塔內的支撐有問題
解決辦法:
1、采用球面支撐模具
2、減小工作尺寸
3、增加工作厚度
4、板料厚
5、采用斜刃沖頭
十、使用特殊成型工具的注意事項
1、不同型號的機器滑塊的行程不同,因此要注意成型模具封閉高度的調整。
2、一定要保證成型充分,因此需要仔細調整,每次調整量最好不要超過0.15毫米,如果調整量過大,容易造成機器的損壞和模具的損壞。
3、對于拉伸成型,請選用輕型彈簧組件,以防止板料的撕裂,或因變形不均勻卸料困難等。正全科技微信內容真不錯,值得關注!!
4、在成型模具周圍安裝球型支撐模具,防止板料傾斜。
5、成型位置應當盡量遠離夾鉗。
6、成型加工最好放在加工程序的最后來實現。
7、一定要保證板材良好的潤滑。
8、定貨時注意特殊成型工具的讓位問題,如果兩個成型的距離比較近,請一定要跟本公司銷售員進行溝通。
9、因為成型工具需要較長的卸料時間,因此成型加工時一定要采用低速,最好要有延時。
十一、使用長方形切斷刀的注意事項
1、步距盡量大,要大于整個刀具長度的80%。
2、最好通過編程來實現跳躍步沖。
3、建議選用斜刃口模具。
十二、在不超過機器公稱力的情況下如何沖孔
生產過程中需要沖大于114.3mm直徑的圓孔。如此大的孔會超出機器公稱力上限,特別對于高剪切強度材料。通過多次沖孔的方法沖出大尺寸孔可以解決這一問題。使用小尺寸模具沿大圓周長剪切可以降低一半或更多的沖壓力,在你已經擁有的模具中可能大部分模具都能做到。
十三、一個沖大圓孔的簡易方法
這種凸透鏡的模具可被制成你所需半徑尺寸。如果孔徑超出沖床公稱力,我們推薦使用(A)方案。用此模具沖出圓形的周邊。如果孔徑能在沖床公稱力范圍內沖成,那么一個放射形模具和一凸透鏡模具就能在四次之內沖壓出所需的孔而無須旋轉模具(B)
十四、最后才向下成形
當選用成形模具時,應避免進行向下成形操作,因為這樣會占用太多垂直空間和導致額外的平整或彎曲板材工序。向下成形也可能陷入下模,然后被拉出轉塔,然而,如果向下成形是唯一的工藝選擇,那么應該把它作為對板材的最后一步處理工序。
十五、防止材料扭曲
如果你需要在板材上沖切大量孔而板材又不能保持平整,成因可能是沖壓應力累積。沖切一個孔時,孔周邊材料被向下拉伸,令板材上表面拉應力增大下沖運動也導致板材下表面壓應力增大。對于沖少量的孔,結果不明顯,但隨著沖孔數目的增加,拉應力和壓應力也成倍增加直到令板材變形。正全科技微信內容真不錯,值得關注!!
消除這種變形的方法之一是:每隔一個孔沖切,然后返回沖切剩余的孔。這雖然在板材上產生相同的應力,但瓦解了因同向連續(xù)一個緊接一個地沖切而產生拉應力/壓應力積聚。如此也令第一批孔分擔了第二批孔的部變形效應。
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