五金模具设计论坛:探讨模具行业发展方向与前景,期待你的加入

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我国模具行业的发展方向和前景

模具制造行业作为我国国民经济的基础性产业之一,占据着至关重要的地位。在工业生产过程中,模具扮演着基础工艺装备的角色,它不仅是一种高附加值的精密产品,而且还是高新技术产业化的关键领域。模具技术的先进与否,已经成为评估一个国家制造业水平高低的关键指标。

电子和信息等前沿技术的持续进步,推动了模具技术呈现出以下几大发展动向:首先,模具的计算机辅助设计、分析和制造正朝着集成化、三维化、智能化和网络化的方向不断演进;其次,模具制造正逐步向精密化、高效化、复合化和多功能化迈进;再者,快速经济制模技术已开始被广泛采用;此外,特种加工技术也得到了进一步的提升;最后,模具自动加工系统的研发与进步也在稳步推进。模具材料领域和表面处理技术正迅猛进步,同时,模具工业中的创新工艺、新颖理念和新型模式正逐渐获得广泛认可。

通过在专用模锻设备上运用模具对毛坯进行成型处理,从而获得锻造件。这种锻造工艺所生产的锻造件,其尺寸精确度较高,加工余量相对较少,且结构设计复杂,同时生产效率也相对较高。

冲压加工,其特点在于通过冲压设备上的模具对材料施加压力,实现材料的分离或塑性变形,进而制造出所需的零件,这些零件通常被称为冲压件。此过程通常在常温下进行,属于冷变形加工,且主要使用板料进行加工,因此也被称为冷冲压或板料冲压。而用于冲压加工的模具被称为冲压模具,简称冲模。冲模是一种专门用于将金属或非金属材料批量加工成特定冲件的工具。在冲压过程中,冲模扮演着至关重要的角色;若缺乏符合标准的冲模,批量冲压生产将无法顺利进行;而若没有先进的冲模,先进的冲压工艺也无法得到实施。冲压工艺、模具、冲压设备以及冲压材料共同构成了冲压加工的三大要素,只有这三者紧密结合,才能制造出合格的冲压件。

冲压技术是现代工业生产中的重要手段,尤其在大量生产领域得到了广泛的应用。众多工业领域,包括汽车、农业机械、仪器、仪表、电子、航空、航天、家用电器以及轻工业等,都在不断增加使用冲压工艺来加工产品零部件的频率。在这些领域中,冲压产品零部件的比例普遍较高,从60%以上到90%以上不等。许多先前通过锻造、铸造及切削加工技术生产的部件,如今多数已被质量轻盈且刚性好得多的冲压制品所取代。鉴于此,若在生产过程中应用冲压技术,众多工业领域势必要提升生产效率,保证产品质量,减少生产成本,并加快产品的更新换代步伐。相较其他加工手段,冲压工艺在技术性和经济性方面展现出诸多显著优势:

冲压加工具有高效的生产速度,操作过程简单易行,并且能够轻松实现机械化和自动化的转换。

在冲压过程中,得益于模具对尺寸和形状精度的严格把控,通常不会对冲压件表面造成损害,加之模具的使用寿命通常较长,因此冲压质量稳定,互换性佳,展现出“一模一样”的独特特性。

冲压工艺能够制造出尺寸跨度宽广、形态多样的零件,这些零件小至钟表的秒针,大至汽车的横梁和覆盖部件等。此外,在冲压过程中,材料因冷变形而产生的硬化作用,使得冲压产品的强度和刚度都得到了显著提升。

五金模具设计发展趋势__冲压工艺及模具设计课程设计

冲压过程中通常不会产生切屑碎料,材料损耗较低,同时无需额外加热设备,因此它既节省材料又节约能源,冲压产品的制造成本也相对较低。

冲压加工所采用的模具通常具有特定的用途,有时为了完成一个结构复杂的零件,必须使用多套模具进行加工。这些模具的制造要求极高的精度和技术水平,属于技术密集型产品。因此,只有在冲压件的生产批量较大时,冲压加工的优势才能得到充分展现,进而实现较为理想的经济效益。

冲压模具的类型繁多,通常可以根据以下几个关键特征进行划分。首先,按工艺性质划分,包括沿封闭或开合的轮形线使材料分离的冲裁模具,例如落料模具、冲孔模具、切断模具、切口模具、切边模具以及倒切模具等。其次,还有弯曲模具,它能够使板料毛坯或其他坯料沿着直线或弯曲线产生弯曲变形,进而制成特定角度和形状的工件。技票模是一种用于将板材毛坯加工成开口空心结构的模具,同时它也具备使空心件形状和尺寸发生进一步变化的模具功能。

成形模具是通过将毛坯或半成品工件按照图纸所示的凸、凹模形状直接进行复制,使其成型,在此过程中,材料仅发生局部的塑性变形。例如,胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。按照工序组合的程度进行分类,工序模指的是在压力机的一次行程中,仅能完成一道冲压工序的模具。复合模具仅设有单一工位,它能在压力机单次行程内,于该工位上同步执行两道或更多冲压作业。级进模具则沿毛坯输送方向设置有多个工位,同样在压力机的一次行程中,能够依次在各个不同的工位上逐步完成两道或以上的冲压作业。

课题的意义

在传统的冲压模具设计领域,设计过程往往耗时较长,通常需要花费二至三个月的时间;同时,设计费用也相对较高,往往需要多次往返进行模具的制作与修改;此外,产品的质量也无法得到充分保障。本文选取散热底座零件的冲压模具设计作为案例,通过三维软件进行设计和制作,不仅确保了模具的精确度,而且其结构设计简洁,有助于设计者节省时间,从而能够专注于拆模和制作凸凹模;同时,运用CAE分析功能对冲压过程进行模拟,借助专家模架系统,依据设计参数直接挑选标准模架,进而构建模具的三维实体。该模具设计呈现出更优的品质和更精确的度。在计算机辅助下,借助CAD/CAE/CAM等先进软件,现代模具设计实现了高质量、高效率以及低成本的优势。

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