冲压工艺性分析:取得必要资料,审核工件及了解生产批量

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一、取得必要的资料

依据参考资料评估合作开发的冲压制造可行性,对零件执行工艺评估及规范验证。

获取标明详细技术指标的产品零件图纸,明确工作物的外形、规格和准确度标准,关键孔的规格(直径和位置),重要表面,研究并选定工作物的基准平面。

冲压零件的各种加工性能标准并非固定不变,特别是在冲压工艺快速进步的现在,要依照实际生产的要求和条件,全面运用各类冲压工艺,恰当挑选冲压手段,精准制定冲压流程并设计模具构造,务求既能达到产品的技术指标,也契合冲压工艺的规定。

搜集零件制造的流程文件,通过这些文件可以探究其上下游环节的关联性,同时也能明确各个步骤之间必须确保的制造规范以及组装条件等。

要知道零件制造的多少数量,产品的批量对冲压制造的成本效益有重要影响,因此,需要依据产品制造的多少和产品品质的要求,来选定模具的样式、构造、材质等要素,并且通过这些要素来评估模具加工的合理性以及产品制造的可行性,规划冲压的各个步骤。

明确零件起始材料的种类和形态,例如板材、棒材、卷材或边角料,探究材料的物理特征和具体厚度,依照零件的加工可行性判定是否选用低损耗或无损耗试制,同时大致选定材料的标准和精确度级别。

在确保产品性能达标,同时满足冲压工艺需要的情况下,应当优先选用成本较低的原材料。

5)分析设计和工艺上对材料纤维方向的要求、毛刺的方向。

考察工艺(模型)作坊锻造模具的专业才干,以及配置的器具状况,同时了解能够运用的模具通用组件的情景。

7)熟悉冲压车间的设备资料或情况。

分析这些信息,首先拟定模具的构造计划,如果需要,可以对既定的产品构想和制作流程给出调整建议,以便产品构想、制作流程和模具设计制造三者能更紧密地配合,从而获得更优的结果。

二、确定工艺方案及模具结构型式

制定工艺流程是冲压零件工艺评估完成之后必须开展的一项核心工作,具体涵盖以下方面:

依据工件的外形特点、尺寸公差以及表面光洁度的标准,实施工艺研究,识别出它的核心特征,明确基础工序的种类,例如剪切、打孔、折弯、拉伸、翻边和扩张等核心工序。梳理出冲压所需的所有步骤,通常情况下能够从产品零件图纸中直接获取。

依据工艺要求进行测算,明确流程步骤数量。针对拉延类零件,需要核算其成型回次。至于弯曲类零件和落料类零件,则需依据其构造特征、规格参数及公差标准等,判定采用单次或多次成型工艺。

依据各项加工的形变特征、尺寸精确度标准以及操作便捷程度等要素,来决定工序安排的次序,例如是先进行打孔再实施弯曲,抑或是先弯曲再打孔之类的情形。

依据生产规模、零件规格、加工精度以及模具加工技术、设备性能等众多条件,对已按顺序初步筛选的单一工序进行合理的搭配组合,例如复合式冲压工艺、连续式冲压工艺等。一般而言,对于厚实材料、精度要求不高、数量少而尺寸大的冲压件,最好使用单一工序制造,并配合简易模具;而对于薄型材料、尺寸小且产量高的冲压件,则适合采用连续模进行连续加工;至于那些对形状和位置精度要求非常高的冲压件,最好选择复合模来执行冲压工序。

明确了工艺流程的特性、步骤安排以及流程的搭配,也就形成了冲压的技术规划,同样也界定了各个工序模具的设计样式。

三、进行必要的工艺计算

1)设计材料的排样和计算毛坯尺寸。

需要确定各类冲压所需的作用力,涵盖剪切力、形变力、牵引力、翻转力、扩张力,以及辅助的卸载力、顶出力、定距力等,在特定情况下还需核算能量消耗与作业能力。

3)计算模具的压力中心。

需要确定模具关键部件的尺寸,包括凹模、凸模固定板、垫板的厚度,同时也要测量卸料橡皮或弹簧的空隙长度。

5)决定凸、凹模的间隙,计算凸、凹模工作部分的尺寸。

在拉深工艺中,必须选定是采用压边还是不压边的技术方案,同时要确定需要进行的拉深步骤数量,并且要精确测量中间加工环节的工件规格。

对于有些工艺,如带料的连续拉深,则需要进行专门的工艺计算。

四、模具的总体设计

根据前述分析计算结果,着手实施模具构造的整体规划,现阶段仅需绘制基本轮廓图即可,同时大致估算出模具的合模高度,并初步确定模具的整体外形规格。

五、模具主要零部件的结构设计

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零件包含工件。例如凸模、凹模、凸凹模等构造形式的设计,以及固定方式的选择。

确定零件位置,模具里的定位装置有多种类型,包括可调整的定位板,固定的挡料销,可动的挡料销,还有定距的侧刃,要依据实际情况来选择和设计它们。

在连续模中还需要考虑是否采用初始挡料销。

出料与推进设备,涉及选择刚性还是弹性,弹簧与橡胶的选用及计算方法等细节。

导向零件的选择需要考虑多种因素,例如采用导柱、导套或导板进行导向,可以选用中间导柱、侧后导柱或者对角导柱,还可以选择使用滑动导套或者带钢球的滚珠导套。

能够固定与夹持部件,同时完成紧固功能,例如对于模柄和上下模座,需要确定其构造形态的选择。

六、选定冲压设备

选择合适的冲压机械是工艺规划与模具构建的关键环节。恰当的设备选用,关乎产品质量的稳定,关乎生产效率的提升,关乎操作过程中的安全,同时也为模具的设计工作提供了便利条件。

冲压类型的选定,主要取决于工艺要求和生产批量。

确定冲压设备参数,关键在于工艺指标和模具构造大小。针对曲柄压力机,需要达成以下条件:

1)压力机的标称压力必须大于冲压的工艺力。即

更明确地讲,冲压作业时承受的载荷曲线,需要处在压力机能够承受的负荷限制曲线的内部。

对于拉深件还需计算拉深功。

2)压力机的装模高度必须符合模具闭合高度的要求。

压力机的行程必须符合工件成型的需要,对于执行拉深工序的设备,其行程需要超过工件在该步骤中高度的2到2.5倍,这样才能容纳毛坯并取出成品。

压力机的台面规格要大于模具下模座的整体轮廓,同时要预留安装模具的空位,通常每侧要比模具尺寸宽出五十到七十毫米,甚至更多。压力机工作台上的排料孔直径,也必须超过产品(或边角料)的规格。

七、绘制模具总图

绘制模具总图时,必须依照制图标准,包括GB/T4457~ GB/T4460和GB/T131-1993。在实际制造过程中,依据模具运作特性以及安装和调整要求,图面布局会形成某种惯例。

模具总图包括:

主视图,需要画出模具运作时的剖切画面,通常情况下,一半画面展示冲压动作启动前,即冲床滑块处于最高点时,原料放置的状态,另一半画面则展示冲压动作完成后,零件已经成型或分离,冲床滑块处于最低点时的情形。

从上往下看,一般只画一半的平面图,另一半要画出上半部分的平面图,有时也根据要求画出全部下半部分的平面图。

侧视图形、俯视图形以及部分剖切图形等,在需要时必须画出模具运作位置的侧视图形,有时候在图纸上右上位置还会画出模具上半部分的俯视图形和部分剖切图形等。

零件图纸通常放置在右上位置,当涉及多套模具加工时,除了绘制当前步骤的零件图,还需展示前一道工序的零件图,以确保加工流程的连贯性。

排版示意图。对于连续模必须画出排列方法、工序执行次序以及各个步骤完成的压制任务;要注明步骤间隔、连接边宽、条料规格。剪切模的排版示意图则要标明排列方法、条料规格和连接边宽的数值。

编制部件清单,标明材质与件数,所有通用组件必须确定型号。

技术规范和解释。规范内容涵盖冲击力度、设备具体规格、模具整体运动部件的精度标准及组装、设置调试、模具合拢尺寸、模具间距等事项。

八、绘制各非标准件的零件图

零件图需详细标明所有尺寸规格,包括偏差范围与装配关系,同时注明几何形状与位置精度,表面加工的粗糙程度,指定使用的材料种类,以及相关的热处理工艺标准,并补充其他必要的技术规范。

九、填写模具记录卡和编写冲压工艺文件

少量制造情况下,须填列工艺流程详单,大量制造情况下,则要对每个部件拟定制造步骤单和作业指导单。