沖壓模具設計展望,沖壓模具的研究現(xiàn)狀
本篇文章給大家談談沖壓模具設計展望,以及沖壓模具的研究現(xiàn)狀對應的知識點,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、冷沖壓模具的發(fā)展狀況。
- 2、急~~沖壓模具的背景和發(fā)展方向?
- 3、金屬沖壓工藝未來的發(fā)展趨勢是什么?
- 4、沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀
- 5、有關沖壓模的介紹 英文為主的 英文1W5千字符一上 最好有中文對照 有中文對照的追加積分
- 6、沖壓模具的設計與制作技巧
冷沖壓模具的發(fā)展狀況。
目前,我國日用五金業(yè)已經(jīng)跨入世界前列。先后建立了拉鏈、電剃須器、不銹鋼器皿、鐵鍋、刀片、自行車鎖等14個技術(shù)開發(fā)中心,壓力鍋、電動剃須器、打火機等16個產(chǎn)品中心。這些中心目前絕大多數(shù)發(fā)展成為行業(yè)排頭兵,有的已成為世界排頭兵,取得了良好的經(jīng)濟效益。據(jù)了解,現(xiàn)在我國五金產(chǎn)業(yè)中至少有70%為民營企業(yè),為我國五金行業(yè)發(fā)展的主力軍。我國逐步成為世界五金加工大國和出口大國,并且已成為世界五金生產(chǎn)大國之一,擁有廣闊的市場和消費潛力。
五金行業(yè)市場發(fā)展概況與趨勢
手工工具市場:漸趨智能化、人性化
國際五金市場上,歐美發(fā)達國家由于生產(chǎn)技術(shù)快速發(fā)展與勞動力價格升高,將普遍性產(chǎn)品轉(zhuǎn)由發(fā)展中國家生產(chǎn),僅生產(chǎn)高附加價值的產(chǎn)品,而我國又擁有強大的市場潛力,所以更有利發(fā)展為五金加工出口大國。
我國的手工工具市場主要分布在浙江、江蘇、上海、廣東、山東和臺灣等地方,其中浙江和廣東最為突出。浙江的永康向來就被稱為“手工工具之鄉(xiāng)”,而且浙江人的市場操作意識相當強,從當初的火鍋產(chǎn)品、不銹鋼保溫杯到去年風靡一時的滑板車,給他們帶來了滾滾財源。廣東也即將成為世界五金工具模具中心。目前,在深圳周邊及珠三角地區(qū)聚集了6000多家模具企業(yè),從業(yè)人員超過20萬人。已連續(xù)在深圳舉辦了五屆的華南國際模具展,吸引了25個國家和地區(qū)的1000多家企業(yè)參加,是當今中國最具專業(yè)化、國際化水準的模具工業(yè)展會。
DIY產(chǎn)品成為五金相關行業(yè)市場新寵。近年來,在歐美隨著發(fā)達國家的建筑類五金產(chǎn)品設計以容易安裝及維修為主,可自行裝配產(chǎn)品及工具大受市場歡迎。據(jù)分析,今后兩年,國內(nèi)的建筑類五金產(chǎn)品也將走向智能化、人性化的發(fā)展道路。
臺灣手工具業(yè)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。臺灣地區(qū)手工具業(yè)憑借產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、交貨準時、產(chǎn)品品種齊全,能配合客戶需求,在全球具有一定的優(yōu)勢。而且臺灣手工具銷售以島外市場為主,目前當?shù)刂圃鞆S商約5000家,多分布在臺灣島中部地區(qū),以中小企業(yè)為主。據(jù)有關調(diào)查資料顯示,以個別手工具產(chǎn)品類別來看,套筒為出口大宗,其次為手工具組合,第三為園藝工具,扳手類排名第四,鉗類排名第五。
刀具市場:市場競爭力不斷提高
據(jù)報道,全世界刀具市場需求不斷增長。其中歐洲、北美國家增長穩(wěn)定,特別是東歐國家;亞洲市場略有回升,市場潛力很大,拉美國家市場明顯增長,尤其是墨西哥。目前世界切削刀具銷售額超過100億美元,工業(yè)發(fā)達的歐洲、北美、日澳三大市場占有75%~80%。
在亞洲,中國也是一個重要市場。據(jù)預測,我國刀具需求在70~80億元人民幣之間,其中高精、高效、高可靠性的現(xiàn)代刀具,如硬質(zhì)合金和陶瓷等超硬刀具材料可轉(zhuǎn)位刀具的消費額約為12億元人民幣,其中80%~85%依賴進口,模具制造使用的刀具進口占90%以上。在過去一年中,刀具市場之所以需求增長緩慢,主要是因為刀具壽命增加,再有就是用戶針對整個制造過程提出要求,取代了許多的機床和刀具。以及多功能刀具的應用增多,替代了很多以往單功能的簡單刀具。今后用戶將更加強調(diào)生產(chǎn)廠對刀具的研究和發(fā)展,不僅是在材料和表面涂層技術(shù)領域,而且也在刀具產(chǎn)品及其生產(chǎn)工藝過程方面注重生產(chǎn)實踐,幫助刀具制造廠增加在它們所熟悉領域中的市場競爭力。
從刀具產(chǎn)品技術(shù)看,日本的DIJET、BIG、OSG、日本住友電工,日立工具新開發(fā)的高速高硬度刀具可加工至HRC70的硬度,東芝泰珂洛的拳頭產(chǎn)品TAC快速銑刀系列硬質(zhì)合金刀具逐漸取代高速鋼刀具,特別是圓形刀具。美國肯納刀具、瑞典SANDVIK,山高刀具SECO公司、SPINNER公司等涂層刀具的應用越來越普遍。中國刀具和量儀的知名企業(yè)株洲鉆石工具、桂林廣陸數(shù)字測控股份公司等也提供了新開發(fā)的產(chǎn)品,參與國際競爭。高速加工用新型刀具市場占有量不斷增長。
從刀具制造商合作方式來看,在高新領域市場將出現(xiàn)很多大公司強強聯(lián)合。
模具市場發(fā)展概況與趨勢展望
近年來工業(yè)發(fā)達國家的人工費用增加,其正向發(fā)展中國家特別是東南亞國家轉(zhuǎn)移,其國內(nèi)以生產(chǎn)高、精模具為主,人工勞動投入量大的模具依靠進口解決。
“十一五”期間,我國模具市場總體趨勢平穩(wěn)向上。目前,國內(nèi)市場對中高檔家電、汽車、塑料制品模具的需求量很大,但要求國產(chǎn)模具必須在質(zhì)量、交貨期等方面滿足用戶的需求。我國加入WTO后,伴隨著世界經(jīng)濟的一體化浪潮,全球制造業(yè)加速向中國大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移已是大勢所趨,中國也將逐步發(fā)展成為世界級的制造業(yè)基地。中低檔的模具國際市場潛力十分巨大,只要國產(chǎn)模具的質(zhì)量能夠有提高,交貨期能夠保證,模具出口的前景是十分樂觀的。優(yōu)勢明顯的廣東特別是珠三角地區(qū),將在十年之內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。同時,由于近年來我國每年用近10億美元進口模具,其中精密、大型、復雜、長壽命模具占多數(shù),所以從減少進口角度出發(fā),這類高檔模具在市場的分額比例也將逐步增大。現(xiàn)代模具其高技術(shù)、人才密集、高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè)的特點,是在新型工業(yè)化道路上走在前面的產(chǎn)業(yè),模具作為重要的制造裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務的同時,也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務,模具在制造業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、創(chuàng)新和生產(chǎn)中所具有的獨特的重要地位,使得模具制造能力和水平的高低也成為國家創(chuàng)新能力的重要標志。
2010年經(jīng)濟逐步企穩(wěn),模具作為制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變增長方式,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的關鍵支撐,無疑具有舉足輕重的地位,溝通制造業(yè)上下游產(chǎn)業(yè),共同促進模具制造業(yè)發(fā)展已成為深圳模具技術(shù)學會的重要任務。
延伸閱讀
模具行業(yè)支撐汽車行業(yè)的產(chǎn)品升級換代
據(jù)悉,2009年我國乘用車換型就達到221款(其中轎車175款),比2008年多114款。自主車型120款,而像中檔帕薩特的全套沖模價值就超過2.5億元人民幣,大型塑料模具價值約3500萬至4000萬;從汽車的心臟發(fā)電機的缸體壓鑄到汽車白車身沖壓件,從加快我國節(jié)能環(huán)保型汽車的研發(fā)進程(如汽車發(fā)動機塑料進氣歧管國外已占80%,注塑模具的實現(xiàn)),到新材料超強鋼板熱壓成形模,都需要模具帶動汽車產(chǎn)業(yè)核心零部件的國產(chǎn)化,中高檔轎車覆蓋件模具,汽車輕量化新型材料成形模具及多工位級進模具均是推進汽車自主品牌發(fā)展的保障,模具裝備是汽車裝備中的重要組成部分。
家電行業(yè):家電零件成型依靠鈑金沖壓、塑料、發(fā)泡、吸附等各類模具,一臺冰箱需要150~200付模具、一臺空調(diào)需要50付左右的模具、一臺洗衣機需要60付左右的模具,還有大量的小家電……海爾公司一年采購6000付左右模具,金額達到5個多億。2009年12月,工信部下發(fā)了《關于加快我國家用電器行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的指導意見》,針對產(chǎn)品升級、技術(shù)升級的重要任務,加快我國家電轉(zhuǎn)型升級。(如低噪音、節(jié)能節(jié)水,多間室等)模具制造的水平也是家電零件制造工藝水平提高的體現(xiàn)。
據(jù)統(tǒng)計,2009年我國塑料行業(yè)6000億銷售額,按1:100的帶動,得到了60億模具的支撐。
航空裝備技術(shù)與模具制造
鈑金裝備:作為航空制造技術(shù)的重要基礎,航空鈑金裝備技術(shù)模具為其提供成型的主要設備是在超塑成形設備、熱成形設備、旋壓成形設備、壓彎成形設備等等,大型板類三維曲面的一個產(chǎn)品成形模具往往需要數(shù)十套甚至數(shù)百套,板材由模具曲面成形;在多點成形時,模具制造將整體模具離散成一系列規(guī)則排列、高度可調(diào)的基本體來包絡面完成,進而多點成形技術(shù)發(fā)展有多點成形機等等。
飛機內(nèi)飾件模具成套技術(shù)的研究開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化:配套中國商用飛機發(fā)展提供產(chǎn)品的模具制造技術(shù),選用強度大、阻燃、防煙霧、散熱工程塑料,結(jié)合航空領域的技術(shù)標準和要求,針對飛機內(nèi)飾件的材料選用、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析與設計、模具設計制造和最終產(chǎn)品組裝整套技術(shù)進行研究開發(fā),實現(xiàn)飛機內(nèi)飾件成套技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應用。在飛機內(nèi)飾件方面,塑料使用的提高有利于減輕飛機的自重,節(jié)約燃油,降低成本。據(jù)不完全統(tǒng)計,飛機內(nèi)飾件在模具200套左右,產(chǎn)值一個億,帶動制件產(chǎn)值在30億元左右。
電子專用裝備及新興產(chǎn)業(yè)配套領域
裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》中,在“抓住九大產(chǎn)業(yè)重點項目,實施裝備自主化”的內(nèi)容里,第8項“電子信息產(chǎn)業(yè)”中就將電子設備儀器及工模具等為重點,推進信息化裝備自主化。
以大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路用引線框架精密多工位級進沖模,集成電路精密封裝模具,電子元器件和精密接插件用精密模具,芯片用精密沖壓模具,汽車電子模具為前沿,電腦周邊模具、多媒體數(shù)碼產(chǎn)品模具、光電通訊產(chǎn)品模具、網(wǎng)絡產(chǎn)品模具、鐘表禮品模具等等隨著IT和信息技術(shù)的發(fā)展將需求越來越大。我國已是(復印機、傳真機、打印機等)OA設備及耗材的主要生產(chǎn)國,60%以上的復印設備、40%以上的影像打印設備在中國制造,同時世界OA設備主要廠商在中國大量采購零部件也使得OA設備塑料模具發(fā)展迅速。
醫(yī)療器械據(jù)推算有一萬種產(chǎn)品,34個門類,4000家企業(yè)。如保健器械、高分子塑料產(chǎn)品也是其中的一部分。幾乎全部制件涉及模具,大到高壓氧艙,小到助聽器、心臟起博器…高分子復合材料成型、生物生命工程、醫(yī)療器械器材零部件生產(chǎn)配套的精密、超精密模具將在醫(yī)療器械制造中具有舉足輕重的地位。
2009年國家4萬個億投資中,軌道交通直接投資是7000個億,而動車組走行核心部件超高速(300公里以上/小時)精密軸承模具核心技術(shù)、時速200~350公里高速動車組、大功率交流傳動電力/內(nèi)燃機車、載重100噸鐵路重載貨車和城市軌道交通車輛用軸承、齒輪傳動裝置,高速動車組用齒輪箱精密鑄造模具;重載25T軸重熱鍛模具、冷墩模具等將為新興產(chǎn)業(yè)配套服務。
急~~沖壓模具的背景和發(fā)展方向?
模具技術(shù)是上世紀下半葉制造業(yè)中發(fā)展最快的技術(shù)之一,由于模具的設計和制造是一個非常復雜的過程,并且是一個不斷反復的過程,目前,采用具有三維參數(shù)化特征造型功能的CAD支撐軟件,在模具設計中應用并行工程原理,實現(xiàn)模具管理、工藝分析與設計及模具結(jié)構(gòu)設計的一體化是一種較有代表性也很有應用前景的模具CAD系統(tǒng)開發(fā)方法。
金屬沖壓工藝未來的發(fā)展趨勢是什么?
沖壓是建立在金屬塑性變形的基礎上,利用模具和沖壓設備對板料施加壓力使板料產(chǎn)生塑性變形或分離,從而獲得具有一定形狀、尺寸和性能的零件的工藝方法。傳統(tǒng)沖壓技術(shù)主要是模具和工藝設計問題,但近年來隨著汽車、航空航天等工業(yè)的發(fā)展很多新材料得到越來越多的應用,沖壓工藝呈現(xiàn)出工藝、材料、控制一體化的發(fā)展特點。工藝、材料、控制一體化就要求通過物理測試、模擬和數(shù)值模擬掌握材料與工藝的優(yōu)化匹配,并根據(jù)具體工藝要求實現(xiàn)工藝控制或在線測控。下面簡單介紹下金屬沖壓工藝的發(fā)展趨勢:
(1)材料性能量化控制。物理模擬技術(shù)是掌握材料性能獲得量化規(guī)律的必要手段。較早的物理模擬技術(shù)是使用一些與成形材料性能相似的模擬材料和測試方法,主要用于解決工藝可行性問題。近年發(fā)展起來的一些試驗設備為測試材料性能提供了更廣泛的可能性,可進行壓縮扭轉(zhuǎn)等試驗,模擬各種不同溫度、不同摩擦條件、不同變形速度條件下的變形獲得材料的各種性能數(shù)據(jù)。并根據(jù)這些數(shù)據(jù)獲得材料成形極限和材料本構(gòu)關系的定量表達式,使計算或模擬的材料塑性變形過程更加準確可靠,為沖壓的定量控制提供了材料基礎。
(2)沖壓智能控制技術(shù)。沖壓智能控制技術(shù)也是發(fā)展很快的一個領域。它在材料、工藝一體化的基礎上,依據(jù)已有材料和工藝數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)沖壓過程的在線控制或智能控制。首先對材料或工藝參數(shù)建立在線檢測系統(tǒng),當材料性能或工藝參數(shù)發(fā)生變化或產(chǎn)生波動時,由自動檢測系統(tǒng)在線確定相關參數(shù)的瞬時量值,并通過計算機模擬分析和優(yōu)化確定參數(shù)變化后的工藝參數(shù)組合。自動控制系統(tǒng)調(diào)整工藝參數(shù)后,可以實現(xiàn)沖壓工藝過程的自適應控制。新的數(shù)據(jù)逐漸積累,可進一步成為后續(xù)過程的工藝優(yōu)化基礎。
(3)沖壓技術(shù)的場量耦合控制。復雜件沖壓成形要求對沖壓工藝參數(shù)進行場量控制,有些材料要求場量實現(xiàn)梯度分布,這是塑性力學原理與材料性能結(jié)合的需要;溫度場、變形速度場、摩擦潤滑場、材料流動趨勢、材料變形順序及變形路徑等。這些場量也不是恒定的,是過程變量,因此加熱冷卻措施、潤滑方法與潤滑劑、模具結(jié)構(gòu)、壓邊方式、拉深筋和加載方式都是控制場量的重要措施。溫度場的控制可實現(xiàn)差溫沖壓成形;摩擦梯度場也是控制沖壓變形的重要手段。
以上就是沖壓工藝未來的發(fā)展趨勢,通過材料、設備以及工藝參數(shù)的智能化管控可以實現(xiàn)無需人員參與的全自動化制造。
沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀
發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢
改革開放以來,隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,市場對模具的需求量不斷增長。模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展,模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化,除了國有專業(yè)模具廠外,集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”;廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心;中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快,市場競爭的日益加劇,人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一。許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度,將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD,并陸續(xù)開始使用Pro/E、PDX、UG NX、NX Progressive Die Design、I-DEAS、Euclid-IS、Logopress3、3DQuickPress、MoldWorks和Topsolid Progress等國際通用軟件,個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件,并成功應用于沖壓模的設計中。
以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進步,東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外,許多研究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進步;在提高模具質(zhì)量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。
例如,吉林大學汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件,華中理工大學模具技術(shù)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模CAD/CAE/CAM軟件,上海交通大學模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。
雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展,但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如,精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低;CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高;許多先進的模具技術(shù)應用不夠廣泛等等,致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。 模具技術(shù)的發(fā)展應該為適應模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務。
(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步,普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟,各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓和技術(shù)服務的力度;進一步擴大CAE技術(shù)的應用范圍。計算機和網(wǎng)絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能,實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合,使虛擬制造成為可能。
(2)高速銑削加工
國外發(fā)展的高速銑削加工,大幅度提高了加工效率,并可獲得極高的表面光潔度。另外,還可加工高硬度模塊,還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展,對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。
(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪P退璧闹T多功能,大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng),可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上,實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù),用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用,相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。
(4)電火花銑削加工
電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù),這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù),它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)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。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應用。預計這一技術(shù)將得到發(fā)展。
(5)提高模具標準化程度
我國模具標準化程度正在不斷提高,估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。
(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù)
選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應用相應的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。
(7)模具研磨拋光將自動化、智能化
模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響,研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作,以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。
(8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展
這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合;配有隨行定位夾具或定位盤;有完整的機具、刀具數(shù)控庫;有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng);有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 我國涌現(xiàn)出一大批模具行業(yè)的龍頭企業(yè)。如,汽車覆蓋件模具有“四大家”,大型塑料模具有海爾、華威、群達行,精密沖壓模具有國盛、華富,汽車輪胎模具有豪邁、巨輪,鑄造模具有一汽鑄造、寧波合力、廣州型腔、北侖輝旺,精密塑料模具有唯科、寧波橫河等等。據(jù)武兵書介紹,模具行業(yè)已有95家企業(yè)被授予“中國重點骨干模具企業(yè)”稱號,本屆上海國際模展期間,中國模具協(xié)會還將給第四批10多家企業(yè)授牌。屆時,“中國重點骨干模具企業(yè)”將達到110家左右。
長期以來,中國模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性,東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū),南方的發(fā)展快于北方,模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在珠江三角和長江三角地區(qū),其模具產(chǎn)值約占全國產(chǎn)值的三分之二以上。據(jù)模具網(wǎng)CEO、深圳市模具技術(shù)學會副秘書長羅百輝介紹,這種格局正在發(fā)生深層變化,我國模具業(yè)正在從較發(fā)達的珠三角、長三角地區(qū)向內(nèi)和北方擴展,在產(chǎn)業(yè)布局上出現(xiàn)了一些新的模具生產(chǎn)較集中的地區(qū),有京津冀、長沙、成渝、武漢、皖中等地區(qū),模具集聚發(fā)展成為新特點,模具園區(qū)(城、集聚地等)不斷涌現(xiàn)。在東部地區(qū),已形成昆山、無錫精密模具產(chǎn)業(yè)集群生產(chǎn)基地;泊頭、蕪湖汽車模具產(chǎn)業(yè)集群生產(chǎn)基地;寧波、黃巖、深圳、東莞大型、精密模具產(chǎn)業(yè)集群生產(chǎn)基地。羅百輝表示,模具行業(yè)在中國被廣泛看好,我國模具行業(yè)加快了體制改革和機制轉(zhuǎn)換步伐,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)日趨合理,主要表現(xiàn)為大型、精密、復雜、長壽命模具標準件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度;塑料模和壓鑄模比例增大;面向市場的專業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快;隨著經(jīng)濟體制改革的不斷深入,“三資”及民營企業(yè)的發(fā)展很快。 沖壓模具是沖壓加工的主要工藝裝備,沖壓制件就是靠上、下模具的相對運動來完成的。加工時由于上、下模具之間不斷地分合,如果操作工人的手指不斷進入或停留在模具閉合區(qū),便會對其人身安全帶來嚴重威脅。
主要零件及安全要求
1.工作零件
凸凹模是直接使坯料成形的工作零件,因此,它是模具上的關鍵零件。凸凹模不但精密而且復雜,它應滿足如下要求:
(1)應有足夠的強度,不能在沖壓過程中斷裂或破壞;
(2)對其材料及熱處理應有適當要求,防止硬度太高而脆裂。
2.定位零件
定位零件是確定坯件安裝位置的零件,有定位銷(板)、擋料銷(板)、導正銷、導料板、定距側(cè)刀、側(cè)壓器等。設計定位零件時應考慮操作方便,不應有過定位,位置要便于觀察,最好采用前推定位、外廓定位和導正銷定位等。
3.壓料、卸料及出料零件
壓料零件有壓邊圈、壓料板等。壓邊圈可對拉延坯料加壓邊力,從而防止坯料在切向壓力的作用下拱起而形成皺褶。壓料板的作用是防止坯料移動和彈跳。頂出器、卸料板的作用是便于出件和清理廢料。它們由彈簧、橡膠和設備上的氣墊推桿支撐,可上下運動,頂出件設計時應具有足夠的頂出力,運動要有限位。卸料板應盡量縮小閉合區(qū)域或在操作位置上銑出空手槽。暴露的卸料板的四周應設有防護板,防止手指伸人或異物進入,外露表面棱角應倒鈍。
4.導向零件
導柱和導套是應用最廣泛的一種導向零件。其作用是保證凸凹模在沖壓工作時有精確的配合間隙。因此,導柱、導套的間隙應小于沖裁間隙。導柱設在下模座,要保證在沖程下死點時,導柱的上端面在上模板頂面以上最少5至10毫米。導柱應安排在遠離模塊和壓料板的部位,使操作者的手臂不用越過導柱送取料。
5.支承及夾持零件
它包括上下模板、模柄、凸凹模固定板、墊板、限位器等;上下模板是沖模的基礎零件;其他各種零件都分別安裝固定在上面。模板的平面尺寸,尤其是前后方向應與制件相適應,過大或過小均不利于操作。
有些模具(落料、沖孔類模具)為了出件方便,需在模架下設墊板。這時墊板最好與模板之間用螺釘連接在一起,兩墊板的厚度應絕對相等。墊板的間距以能出件為準,不要太大,以免模板斷裂。
6.緊固零件
它包括螺釘、螺母,彈簧、柱銷、墊圈等.一般都采用標準件。沖壓模具的標準件用量較多,設計選用時應保證緊固和彈性頂出的需要,避免緊固件暴露在表面操作位置上,防止碰傷人手和妨礙操作。
模具設計的安全要點
在結(jié)構(gòu)上應盡量保證進料、定料、出件、清理廢料的方便。對于小型零件的加工要嚴禁操作者的手指、手腕或身體的其他部位伸入模區(qū)作業(yè);對于大型零件的加工,若操作者必須手入模內(nèi)作業(yè)時,要盡可能減少入模的范圍,盡可能縮短身體某部位在模內(nèi)停留的時間,并應明確模具危險區(qū)范圍,配備必要的防護措施和裝置。
模具上的各種零件應有足夠的強度及剛度,防止使用過程中損壞和變形,緊固零件要有防松動措施,避免意外傷害操作者。
不允許在加工過程中發(fā)生廢料或工件飛彈現(xiàn)象,影響操作者的注意力,甚至擊傷操作者。另外要避免沖裁件毛刺割傷人手。不允許操作者在進行沖壓操作時有過大的動作幅度,避免出現(xiàn)使身體失去穩(wěn)定的姿勢;不允許在作業(yè)時有過多和過準的動作。應盡量避免沖壓加工時有強烈的噪聲和振動。模具設計應在總圖上標明模具重量,便于安裝,保障安全。20千克以上的零件加工應有起重搬運措施,減輕勞動強度。裝拆模具零件時應方便安全,避免有夾手、割手的可能;模具要便于解體存放。總之,模具中的哪怕是細微的問題都會影響安全,只有對每種作業(yè)中的具體問題進行分析,才能提出模具中的安全注意事項。
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沖壓模具的形式很多,一般可按以下幾個主要特征分類:
1.根據(jù)工藝性質(zhì)分類
(1)沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。
(2)彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線(彎曲線)產(chǎn)生彎曲變形,從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。
(3)拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件,或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。
(4)成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復制成形,而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。
2.根據(jù)工序組合程度分類
(1)單工序模 在壓力機的一次行程中,只完成一道沖壓工序的模具。
(2)復合模 只有一個工位,在壓力機的一次行程中,在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。
(3)級進模(也稱連續(xù)模) 在毛坯的送進方向上,具有兩個或更多的工位,在壓力機的一次行程中,在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。
3. 根據(jù)材料的變形特點分類
模具典型結(jié)構(gòu):
圖1.1.2 是一副帶導柱導套的單工序沖裁模。由上、下模兩部分構(gòu)成,上模由模柄5、上模座3、導套2、凸模10、墊板8、固定板7、卸料板14和螺釘、銷釘?shù)攘慵M成;下模由下模座17、導柱1、凹模11、導料板15、承料板18和螺釘、銷釘?shù)攘慵M成。上模通過模柄5被安裝在壓力機滑塊上,隨滑塊作上下往復運動,因此稱為活動部分。下模通過下模座被固定在壓力機工作臺上,所以又稱為固定部分。
通常模具是由二類零件組成:
一類是工藝零件,這類零件直接參與工藝過程的完成并和坯料有直接接觸,包括有工作零件、定位零件、卸料與壓料零件等;
一類是結(jié)構(gòu)零件,這類零件不直接參與完成工藝過程,也不和坯料有直接接觸,只對模具完成工藝過程起保證作用,或?qū)δ>吖δ芷鹜晟谱饔?,包括有導向零件、緊固零件、標準件及其它零件等,如表1.1.3所示。應該指出,不是所有的沖模都必須具備上述六種零件,尤其是單工序模,但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。
沖壓模 - 沖壓模的現(xiàn)狀和發(fā)展
根據(jù)考古發(fā)現(xiàn),早在2000多年前,我國已有沖壓模被用于制造銅器,證明了中國古代沖壓成型和沖壓模方面的成就在世界領先。1953年,長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間,該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20世紀60年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了漫長的發(fā)展道路之后,目前我國已形成了300多億元(未包括港、澳、臺的統(tǒng)計數(shù)字,下同。)各類沖壓模的生產(chǎn)能力。
一、沖壓模市場情況
我國沖壓模無論在數(shù)量上,還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展,但與國民經(jīng)濟需求和世界先進水平相比,差距仍很大,一些大型、精密、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口,特別是中高檔轎車的覆蓋件模具,目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模,已趨供過于求,市場競爭激烈。
據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計材料,2004年我國沖壓??偖a(chǎn)出約為220億元,其中出口0.75億美元,約合6.2億元。
根據(jù)我國海關統(tǒng)計資料,2004年我國共進口沖壓模5.61億美元,約合46.6億元。從上述數(shù)字可以得出2004年我國沖壓模市場總規(guī)模約為266.6億元。其中國內(nèi)市場總需求為260.4億元,總供應約為213.8億元,市場滿足率為82%。在上述供求總體情況中,有幾個具體情況必須說明:一是進口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技術(shù)含量較低的中低檔模具,因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場滿足率低于沖壓??傮w滿足率,這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn),而技術(shù)含量低的中低檔模具市場滿足率要高于沖壓模市場總體滿足率;二是由于我國的模具價格要比國際市場低格低許多,具有一定的競爭力,因此其在國際市場的前景看好,2005年沖壓模出口達到1.46億美元,比2004年增長94.7%就可說明這一點;三是近年來港資、臺資、外資企業(yè)在我國發(fā)展迅速,這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模無確切的統(tǒng)計資料,因此未能計入上述數(shù)字之中。
二、沖壓模水平狀況
近年來,我國沖壓模水平已有很大提高。大型沖壓模已能生產(chǎn)單套重量達50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達到1~2m,壽命2億次左右的多工位級進模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達到Ra≤1.5m的精沖模,大尺寸(≥300mm)精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達到相當高的水平。
1、 模具CAD/CAM技術(shù)狀況
我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學院和武漢733廠于1984年共同完成的精沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。由華中工學院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。上海交通大學開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。20世紀90年代以來,國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設計制造中開始采用CAD/CAM技術(shù)。國家科委863計劃將東風汽車公司作為CIMS應用示范工廠,由華中理工大學作為技術(shù)依托單位,開發(fā)的汽車車身與覆蓋件模具CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)于1996年初通過鑒定。在此期間,一汽和成飛汽車模具中心引進了工作站和CAD/CAM軟件系統(tǒng),并在模具設計制造中實際應用,取得了顯著效益。1997年一汽引進了板料成型過程計算機模擬CAE軟件并開始用于生產(chǎn)。
21世紀開始CAD/CAM技術(shù)逐漸普及,現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術(shù)。其中部分骨干重點企業(yè)還具備各CAE能力。
模具CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設計與制造周期,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量,已成為人們的共識。在“八五”、“九五”期間,已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術(shù),數(shù)控加工的使用率也越來越高,并陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG,美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer,美國CV公司的CADS5,英國DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE及space-E,以色列公司的Cimatron,還引進了AutoCAD、CATIA等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)。DL圖的設計和模具結(jié)構(gòu)圖的設計均已實現(xiàn)二維CAD,多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡,總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設計也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領域。
在沖壓成型CAE軟件方面,除了引進的軟件外,華中科技大學、吉林大學、湖南大學等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件,并已在生產(chǎn)實踐中得到成功應用,產(chǎn)生了良好的效益。
快速原型(RP)與傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟模具相結(jié)合,快速制造大型汽車覆蓋件模具,解決了原來低熔點合金模具靠樣件澆鑄模具,模具精度低、制件精度低,樣件制作難等問題,實現(xiàn)了以三維CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造,并且保證了制件的精度,為汽車行業(yè)新車型的開發(fā)、車身快速試制提供了覆蓋件制作的保證,它標志著RPM應用于汽車車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。
圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造,近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法,例如目前已開始在生產(chǎn)中應用的無模多點成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點。
2、模具設計與制造能力狀況
在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導下,經(jīng)過幾十年努力,現(xiàn)在我國沖壓模的設計與制造能力已達到較高水平,包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設計制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應用。
雖然如此,我國的沖壓模設計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大差距。這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面,無論在設計還是加工工藝和能力方面,都有較大差距。轎車覆蓋件模具,具有設計和制造難度大,質(zhì)量和精度要求高的特點,可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設計制造方法和手段方面已基本達到了國際水平,模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平,在轎車模具國產(chǎn)化進程中前進了一大步,但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面,與國外相比還存在一定的差距。
標志沖模技術(shù)先進水平的多工位級進模和多功能模具,是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具,已基本達到國際水平。
但總體上和國外多工位級進模相比,在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上,仍存在一定差距。
汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完善,高精度、高效益加工設備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應用已越來越多。NC、DNC技術(shù)的應用越來越成熟,可以進行傾角加工和超精加工。這些都提高了模具型面加工精度,提高了模具的質(zhì)量,縮短了模具的制造周期。
模具表面強化技術(shù)也得到廣泛應用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來越被認可,碳化物被覆處理(TD處理)及許多鍍(涂)層技術(shù)在沖壓模上的應用日益增多。真空處理技術(shù)、實型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊接技術(shù)也得到了應用。
3、專業(yè)化程度及分布狀況
我國模具行業(yè)專業(yè)化程度還比較低,模具自產(chǎn)自配比例過高。國外模具自產(chǎn)自配比例一般為30%,我國沖壓模自產(chǎn)自配比例為60%。這就對專業(yè)化產(chǎn)生了很多不利影響。現(xiàn)在,技術(shù)要求高、投入大的模具,其專業(yè)化程度較高,例如覆蓋件模具、多工位級進模和精沖模等。而一般沖模專業(yè)化程度就較低。由于自配比例高,所以沖壓模生產(chǎn)能力的分布基本上跟隨沖壓件生產(chǎn)能力的分布。但是專業(yè)化程度較高的汽車覆蓋件模具和多工位、多功能精密沖模的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的分布有不少并不跟隨沖壓件能力分布而分布,而往往取決于主要投資者的決策。例如四川有較大的汽車覆蓋件模具的能力,江蘇有較強的精密沖模的能力,而模具的用戶大都不在本地。
三、沖壓模的發(fā)展重點與展望
發(fā)展重點的選取應根據(jù)市場需求、發(fā)展趨勢和目前狀況來確定??砂串a(chǎn)品重點、技術(shù)重點和其他重點分別敘述。
1、 沖壓模產(chǎn)品發(fā)展重點
沖壓模共有7小類,并有一些按其服務對象來稱呼的一些種類。目前急需發(fā)展的是汽車覆蓋件模具,多功能、多工位級進模和精沖模。這些模具現(xiàn)在產(chǎn)需矛盾大,發(fā)展前景好。
汽車覆蓋件模具中發(fā)展重點是技術(shù)要求高的中高檔轎車大中型覆蓋件模具,尤其是外覆蓋件模具。高強度板和不等厚板的沖壓模及大型多工位級進模、連續(xù)模今后將會有較快的發(fā)展。
多功能、多工位級進模中發(fā)展重點是高精度、高效率和大型、高壽命的級進模。
精沖模中發(fā)展重點是厚板精沖模大型精沖模,并不斷提高其精度。
2、 沖壓模技術(shù)發(fā)展重點
模具技術(shù)未來發(fā)展趨勢主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。因此從設計技術(shù)來說,發(fā)展重點在于大力推廣CAD/CAE/CAM技術(shù)的應用,并持續(xù)提高效率,特別是板材成型過程的計算機模擬分析技術(shù)。模具CAD、CAM技術(shù)應向宜人化、集成化、智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展,并提高模具CAD、CAM系統(tǒng)專用化程度。
為了提高CAD、CAE、CAM技術(shù)的應用水平,建立完整的模具資料庫及開發(fā)專家系統(tǒng)和提高軟件的實用性十分重要。從加工技術(shù)來說,發(fā)展重點在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是發(fā)展高速銑削、高速研拋和高速電加工及快速制模技術(shù)。高精度加工目前主要是發(fā)展模具零件精度1m以下和表面粗糙度Ra≤0.1m的各種精密加工。提高模具標準化程度,搞好模具標準件生產(chǎn)供應也是沖壓模技術(shù)發(fā)展重點之一。
為了提高沖壓模的壽命,模具表面的各種強化超硬處理等技術(shù)也是發(fā)展重點。
對于模具數(shù)字化制造、系統(tǒng)集成、逆向工程、快速原型/模具制造及計算機輔助應用技術(shù)等方面形成全方位解決方案,提供模具開發(fā)與工程服務,全面提高企業(yè)水平和模具質(zhì)量,這更是沖壓模技術(shù)發(fā)展的重點。
3、 其他發(fā)展重點及展望
其他發(fā)展重點及展望的內(nèi)涵十分豐富,這里只就管理、專業(yè)化與標準化及行業(yè)調(diào)整三個方面作一些分析。
企業(yè)管理是一個系統(tǒng)工程,是一門學問,是科學技術(shù)。與工業(yè)發(fā)達國家模具企業(yè)相比,在某種意義上說,我們的管理落后更甚于技術(shù)落后。因此改進管理十分重要,且任務繁重,目前模具企業(yè)的管理有許多形式,各有其適應對象,但搞好信息化建設,逐步實現(xiàn)信息化管理已成為發(fā)展方向,行業(yè)也對此有共識。
4、當前存在的問題
由于歷史和體制上的原因,我國模具專業(yè)化和標準化水平一直很低,其中沖壓模的專業(yè)化比塑料模和壓鑄模更低。這在一定程度上妨礙了沖壓模的發(fā)展,根據(jù)國內(nèi)外模具專業(yè)化情況來看
1)模具生產(chǎn)獨立于其他產(chǎn)品生產(chǎn),專業(yè)生產(chǎn)模具外供;
2)按模具種類劃分,專門從事某一類模具(如沖壓模)生產(chǎn);
3)在某一類模具中,按其服務對象或模具工藝及尺寸大小,選取該類模具中的某種模具(例如汽車覆蓋件模具、多工位級進模具、精沖模具等等)進行專業(yè)化生產(chǎn);
4)專業(yè)生產(chǎn)模具中的某一些零件(如模架、沖頭、彈性元件等)供給模具生產(chǎn)企業(yè);
5)按工序開展專業(yè)化協(xié)作。例如目前社會上專門從事模具設計的公司、專門進行型腔加工或電加工協(xié)作的企業(yè)、專門接受測量或熱處理委托業(yè)務的企業(yè)及專業(yè)從事拋光業(yè)務的企業(yè)等等,這種多層次的專業(yè)化促進了模具行業(yè)的發(fā)展。但專業(yè)化的路途仍舊遙遠,必須加快進程才能適應形勢。因此,這也是發(fā)展重點。
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(xiàn)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(zhì)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(xiàn)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(xiàn)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(zhì)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(zhì)量差。如果間隙偏小,雖然沖孔的質(zhì)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(chǎn)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(shù),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(jié)構(gòu)形式;
4、材料沖壓時是否有良好的潤滑;
5、模具是否經(jīng)過特殊的表面處理;
6、如鍍鈦、碳素氮化鈦;
7、上下轉(zhuǎn)塔的對中性;
8、調(diào)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(jīng)磨損;
四、沖壓特殊尺寸孔應注意的問題
(1)最小孔徑?jīng)_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(zhì)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(shù)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(zhì)量,是否有較大的毛刺產(chǎn)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(jīng)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(xiàn)。沖頭、下模刃磨的頻度一般為4:1,刃磨后請調(diào)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(shù)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(zhì)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(shù)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(xiàn)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(nèi)容真不錯,值得關注!
4、安裝上模組合入轉(zhuǎn)塔
如果想延長模具使用壽命,上模套外直徑和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)塔孔的鍵槽和內(nèi)直徑并上油。
(2)調(diào)整上模導套的鍵槽,使之與轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)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(nèi)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(shù)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(chǎn)生污垢,使得沖頭不能在導套內(nèi)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(jīng)常出現(xiàn)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(diào)整,上下模對中
2.轉(zhuǎn)塔水平調(diào)整
原因:沒有及時更換已經(jīng)磨損的模具導向組件及轉(zhuǎn)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(jīng)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?jīng)_
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(cè)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(zhuǎn)塔內(nèi)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(diào)整。
2、一定要保證成型充分,因此需要仔細調(diào)整,每次調(diào)整量最好不要超過0.15毫米,如果調(diào)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(nèi)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(xiàn)。
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(xiàn)跳躍步?jīng)_。
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(chǎn)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(jīng)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(nèi)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(nèi)沖壓出所需的孔而無須旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)果不明顯,但隨著沖孔數(shù)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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)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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