淺談沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造(二)

淺談沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造(二)

Aug 04, 2023

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轉(zhuǎn)發(fā)自:工業(yè)指南

作者:譚錫欽/日本電產(chǎn)三協(xié)電子( 東莞) 有限公司

摘 要: 隨著經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的高速發(fā)展,我國的沖壓加工技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了較高水平,在某些領(lǐng)域里,技術(shù)也達(dá)到了國際標(biāo)準(zhǔn),但在基層民用工業(yè),有些技術(shù)依然陳舊,生產(chǎn)效率還比較低,只有不斷的將技術(shù)劣勢轉(zhuǎn)換為優(yōu)勢,才能利用提高技術(shù)水準(zhǔn)和機(jī)械化,為經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。在下文當(dāng)中,筆者將對沖壓模具的設(shè)計(jì)和加工進(jìn)行討論分析,提出沖壓模具的設(shè)計(jì)和加工方法,以便同行討論與參閱。

關(guān)鍵詞: 沖壓模具 沖壓生產(chǎn)技術(shù) 模具設(shè)計(jì) 模具制造技術(shù)

地表達(dá)出來。零部件圖的形狀,構(gòu)造,要充分考慮到是否能加工? 怎樣的設(shè)備加工,才能既保證精度又節(jié)約成本? 模具進(jìn)行量產(chǎn)時(shí),零件的強(qiáng)度是否足夠? 這都是作為設(shè)計(jì)者,應(yīng)該考慮的,而且是應(yīng)該具備的知識(shí)儲(chǔ)備和分析判斷能力。

2 沖壓模具的制造分析

2. 1 沖壓模具材質(zhì)簡述

沖壓加工一般用于加工鋼板或者鋼帶的材料。俗話說,打鐵必須自身硬,所以,沖壓模具零件的材質(zhì),必須要有良好的剛度,硬度和耐磨性,也應(yīng)具備良好的熱處理性能。常用的材料有: SKD11,SKH - 51,SKS; 超硬材料有 G3, G5; 預(yù)硬鋼有 HPM2T,由于它具備一定的硬度,常用來制作緊急的零件代用品鋼材,手版模具材料。

2. 2 模具零件加工( 粗加工)

隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)中,粗加工也用上先進(jìn)精密的設(shè)備,不再是以前傳統(tǒng)的手工鉆床,手搖銑床了。精度要求不高的墊板之類零件,可以取用在加工中心,裝中心鉆,精準(zhǔn)打點(diǎn)定位,再由操作人員用手動(dòng)銑床鉆銑加工,從而提高孔位置的精度。精密的零件,直接用加工中心加工,程序設(shè)定后,裝上所需的刀具,設(shè)備就能自動(dòng)換刀,在無人看管下,完成加工。

2. 3 零件熱處理

熱處理工藝是模具零件加工中較為常用的一種辦法,其流程主要是退火———調(diào) 質(zhì)———淬 火———滲 碳———滲氮,能夠進(jìn)行熱處理材料在硬度上必須達(dá)到要求,所以選材時(shí)必須著重考慮材料的硬度,以便熱加工時(shí)對內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行控制,保證所加工零件的尺寸,減少后期變形。其次,所采用的材料不同,處理方式也應(yīng)當(dāng)有所差異,尤其是近年來各種新型材料層出不窮,在處理方式上也需要更加的多樣化。

但某些材料的淬透性較低,在淬火時(shí),需要保持高度的連續(xù)性,否則就會(huì)出現(xiàn)裂痕,耐熱性低等問題,降低零件的質(zhì)量。為了進(jìn)一步提高模具的質(zhì)量和品質(zhì),在加工過程中,還應(yīng)對零部件的生產(chǎn)進(jìn)行嚴(yán)格的控制,尤其是在熱處理過程中,應(yīng)當(dāng)滿足以下要求:

( 1) 建立并完善熱處理工藝的監(jiān)管體系,加強(qiáng)對技術(shù)人員的培養(yǎng),提高人員的技術(shù)熟練度,在圖紙上,應(yīng)當(dāng)明確提出零件的熱處理流程和相關(guān)操作辦法,保證零件質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

( 2) 制定加工設(shè)備的保養(yǎng)檢修制度,定期開展維護(hù)保養(yǎng)工作,保證加工設(shè)備性能完善,在設(shè)備置放處應(yīng)當(dāng)張貼使用標(biāo)準(zhǔn)和點(diǎn)檢記錄表。

( 3) 嚴(yán)格檢查加工材料的質(zhì)量,不同的材料需要使用不同的熱處理辦法,避免采用籠統(tǒng)的加工方式,要區(qū)分對待,全力提升零件的加工精度和質(zhì)量。

2. 4 模具零件加工( 精加工)

熱處理后的零件,由于受熱,會(huì)有輕微形變,所以,必需表面研磨加工,才能形成加工基準(zhǔn),為后續(xù)的加工奠基。磨削加工所采用的機(jī)械主要有平面磨床、光學(xué)磨床以及內(nèi)外圓磨床三種機(jī)床。

其中,平面磨床一般是進(jìn)行坯料的準(zhǔn)備和加工,主要加工內(nèi)容,包括磨平面、基準(zhǔn)面以及磨平面刃口; 外圓磨機(jī)床則進(jìn)行導(dǎo)柱的磨削,加工圓形凸型模具和相關(guān)的零件,打磨零件的外表面,內(nèi)圓磨部分可進(jìn)行導(dǎo)套磨削,圓形凹型模具和相關(guān)零件的加工

主要是內(nèi)表面磨削; 成形磨削工藝則進(jìn)行凸、凹模鑲塊,或是精加工電極等零件的曲線型面,一般在專用的光學(xué)磨床上完成,或是在平面磨床上進(jìn)行,但需要聯(lián)合專用夾具進(jìn)行固定,并使用成形砂輪進(jìn)行打磨; 光學(xué)曲線磨工藝則可以進(jìn)行零件細(xì)微細(xì)節(jié)、孔、精磨零件或是復(fù)雜零件的磨削和加工; 而坐標(biāo)磨主則是一種專門用于對零件孔( 淬火后) 進(jìn)行高精度的加工。

在磨削過程中,時(shí)常會(huì)產(chǎn)生變形和裂紋,對防止這種情況的發(fā)生,需要嚴(yán)格控制精磨的進(jìn)刀量,采用小量進(jìn)刀,保證冷卻液充分,使用型號(hào)適合的磨削砂輪,如果采用的零件材料含有大量的釩和鉬,則需要使用 GD 單晶剛玉砂輪; 如果材料的淬火硬度較高,則一般使用金剛石砂輪,其有機(jī)粘結(jié)劑能夠保障其自身擁有更好的自磨利性。

總之,所加工的材料不同,就要依據(jù)其特性選擇適合的磨削砂輪,磨削過程中要及時(shí)修整砂輪,保持其良好的銳利性,同時(shí)也要避免砂輪摩擦產(chǎn)生高溫?fù)p傷零件標(biāo)準(zhǔn),降低其強(qiáng)度。

2. 5 電加工的控制

近幾年,電加工技術(shù)發(fā)展迅速,并且在行業(yè)內(nèi)得到了較為廣泛的應(yīng)用,電加工技術(shù)的應(yīng)用無疑是帶動(dòng)了沖壓模具加工技術(shù)的共同發(fā)展,它的應(yīng)用進(jìn)一步提升了模具的加工精度,且該技術(shù)使用方便,可控性強(qiáng)。

電加工技術(shù)中,最主要的技術(shù)就是對電火花和線切割機(jī)床的使用。線切割機(jī)一般分為兩種,一種是快走絲,另一種則是慢走絲??熳呓z的電極絲運(yùn)動(dòng)速度極高,走絲速度可以達(dá)到 8 ~ 10m/s,所用電極絲通常為鉬絲,可以反復(fù)使用,成本較低; 慢走絲的加工精度高,但是加工速度不快,慢走絲所用電極絲一般為黃銅材質(zhì),不能重復(fù) 使 用。加 工 精 度 可 以 達(dá) 到 0.002mm。依據(jù)對模具精度要求的不同

機(jī)械化工

可以選擇不同的走絲方式,以降低生產(chǎn)成本。近年來,有一種叫“中走絲”的設(shè)備,加工精度介于兩者之間,成本也比慢走絲要低。零件加工時(shí),可以根據(jù)零件精度的要求,選擇不同的加工設(shè)備,既可保證品質(zhì),又可降低成本。火花機(jī)也是常用的電加工設(shè)備。

注塑模具常用于加工復(fù)雜的型腔,沖壓模具常用于加工成形沖頭或者避位。現(xiàn)在的放電設(shè)備,可以達(dá)到鏡面的表面效果,提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

3 結(jié) 語

沖壓模具的生產(chǎn)加工,需要嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行設(shè)計(jì),采用先進(jìn)的加工工藝,轉(zhuǎn)變原有的固定模式,提高沖壓模具的精度和水準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn):

[1]王爽,董小瑞,李曉杰. 法蘭盤沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)的研究[J]. 柴油機(jī)設(shè)

計(jì)與制造,2014( 03) : 55 ~56.

[2]簡明冷沖壓工手冊編寫組. 簡明冷沖壓工手冊[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2000.

( 上接第 141 頁)

2. 3 機(jī)電一體化發(fā)展

現(xiàn)階段,我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的發(fā)展趨勢主要以機(jī)電一體化發(fā)展模式為主。而隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步,計(jì)算機(jī)技術(shù)也要做到與時(shí)俱進(jìn),不僅實(shí)現(xiàn)了自身的創(chuàng)新發(fā)展,而且對于機(jī)械技術(shù)的提升和優(yōu)化也有著很大的促進(jìn)作用。

在實(shí)際工作中,多數(shù)機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)都會(huì)利用數(shù)控設(shè)備來進(jìn)行機(jī)械制造設(shè)計(jì),因?yàn)樵摷夹g(shù)可以與計(jì)算機(jī)技術(shù)和機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行充分的融合,能夠在很大程度上提高我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的生產(chǎn)水平,使其制造工藝和制造技術(shù)都能與發(fā)達(dá)國家相持平,進(jìn)而在保證生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的基礎(chǔ)上,有效實(shí)現(xiàn)柔性機(jī)械制造的發(fā)展目標(biāo)。

另外,機(jī)電一體化系統(tǒng)中涵蓋了復(fù)合加工技術(shù)、超塑加工技術(shù)、電磁加工技術(shù)、納米技術(shù)等高科技制造工藝,既能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)省大量的人工成本,又便于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化管理的全面創(chuàng)新。

同時(shí),機(jī)電一體化的大力發(fā)展還能為完善機(jī)械制造設(shè)計(jì)業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)創(chuàng)造良好的條件,進(jìn)而從根本上提升機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量,為滿足社會(huì)生產(chǎn)需求提供可靠的保障。因此,機(jī)電一體化對于我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的全面發(fā)展,有著十分實(shí)際的意義。

2. 4 智能化發(fā)展

傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造大多都是以手工作業(yè)和半自動(dòng)作業(yè)為主,不僅生產(chǎn)效率低,任務(wù)量繁重,而且還會(huì)增加人工成本,給企業(yè)效益的提升帶來一定阻礙。

隨著我國科技技術(shù)的不斷進(jìn)步,機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)也由原來的手工作業(yè)、半自動(dòng)作業(yè)逐步向自動(dòng)化、智能化發(fā)展方向過渡,以傳統(tǒng)傳統(tǒng)機(jī)械控制理論為基礎(chǔ),通過融合計(jì)算機(jī)技術(shù)、生理學(xué)、心理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)以及人工智能學(xué)等學(xué)科知識(shí),來提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)的功能,使其具有一定的邏輯思維能力和判斷能力,這樣既可以便于人們的操作,加快生產(chǎn)效率,又可以提升機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量。

3 結(jié) 語

綜上所述,機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的發(fā)展是我國工業(yè)建設(shè)的必然趨勢,為了在國際市場競爭中獲得一席之位,我國機(jī)械制造企業(yè)就要對現(xiàn)有的設(shè)計(jì)制造進(jìn)行全面的完善,并制定遠(yuǎn)大的發(fā)展目標(biāo),使傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造不斷向生態(tài)化、機(jī)電一體化、虛擬化等發(fā)展方向上靠攏,這樣才能真正提高我國機(jī)械制造水平,使整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)都能達(dá)到國際化生產(chǎn)水準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn):

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