五金冲压模具设计经验谈
冲压模具拉伸件产品质量分析
冲压模具拉伸件产品质量分析
产品在拉长时,常会发生若干种故障:褶皱生成、断裂出现、厚度差异、表层破损、形态变形、弹性复原等情形。其中,褶皱与断裂对制品品质损害最为严重,一旦出现这两种状况,产品必定无法通过验收,必须加以修正,通常只能作废处理,客户不会接收。
一、起皱
材料在伸展时,它的外围部分因为切向力量过强,导致材料失去平衡,使得物件在边缘切向位置上出现凹凸不平的褶皱,这种现象叫做起皱。
当褶皱变得十分显著,材料在延伸时将难以穿过凹模和凸模之间的空隙,增加延伸所需的力,甚至可能造成破裂。
失稳情况的出现,一方面与材料侧边切向力的强弱相关,另一方面也与受拉构件的薄厚程度有关。
通常情况下,选用氮气弹簧或优力胶作为拉伸模具的缓冲装置更为适宜,这样做可以有效减少变形和断裂的情况发生,主要原因是这两种材料的受力分布较为均匀,能够避免出现受力差异过大的现象。
氮气弹簧优于优力胶,其发力强劲,且分布均匀,但价格昂贵,是优力胶的许多倍,多数厂家无力承担,通常只有资本较雄厚的工厂才能配置氮气弹簧。
优力胶经过一段时间后,会出现收缩现象,其性能不如刚使用时强劲,需要及时更新换代,尽管它的成本远低于氮气弹簧。
避免材料褶皱能够使用边缘凸起,某些区域称作周边筋,本质上相同,就是在不干扰后续加工的前提下,在物件外围设置一圈凸起的纹路,俗称周边筋,用来固定材料四边,这种方式的优势在于,拉制出的物件会更为规整,同时也能有效防止褶皱产生。
试模时压边力需要适当调整,因为设计往往不够完善,必须根据成型产品来调整压料筋的高度。压边力如果太大,会增加材料与凹模和压边圈之间的摩擦,导致材料壁部变薄,严重时可能拉裂。压边力太小,则无法有效防止起皱现象发生。
第二个问题是拉裂,这个是拉伸过程中经常碰到的问题。
当筒壁承受的拉力超过了材料的承受能力时,产品会开裂,裂缝通常出现在凸模圆弧部位稍靠上的筒壁位置。
决定产品出现开裂状况的原因包括:物料延展程度,物件横截面尺寸,厚度,成形比率,模具边角弧度,施加压力大小,以及接触面粗糙程度等。
模具的圆角设计过于狭窄,边缘过于锋利,容易导致工件在成型时产生撕裂现象,通常采用调整模具的方法来改善,具体措施包括适当增大圆角尺寸,使过渡区域更加平缓,同时提高表面的光洁度,必要时在加工过程中涂抹润滑剂,尤其是针对拉伸工艺的专用油剂,具有显著的效果
构思冲压模时,若客户产品规格许可,宜将弧度做得宽些,不宜设计得太锋利,部分设计者缺乏经验,制作的拉延模在试模时出现严重破裂,令模具师疲于奔命,反复修改模具令人极度厌烦。
拉拔过程中,应当施加适量的辅助介质,有助于拉拔作业的顺畅开展,使管壁的变薄状况得到缓解。不过务必留意,这种辅助介质只能施加在凹模的作业面上,而在凸模与坯料相接的部分绝不能涂抹,由于凸模与坯料界面间的摩擦力是有益的,能够阻止材料发生位移、撕裂以及过度变薄。
修冲压模具需要会的技术和用到的加工设备?
冲压模具的各个零件必须先经过这些程序:
开始必须先备料,没有备好材料没法继续后续处理。备料,就是进行初步加工。一块模板首先得用刨床大致弄平,接着要到大磨床(磨床,又叫大磨床)那里进行粗磨和粗加工,得留出一定的加工空间(通常留五十个单位的空间,准确度要求在正负十个单位就行),然后需要经过热处理的就送去热处理,热处理完成后,再回到大磨床进行精加工,这时候对精确度的要求就高许多,比如模板厚度是二十五点零零毫米,那么精确度必须在正负零点零一毫米之间。审视范例的效用,通常少一两个项目影响不大,关键在于成品上不要有模具的痕迹。
机床加工结束之后,送去做穿线孔处理,接着进行线切割,之后再由铣床、CNC等设备加工。
小零件的加工流程如下:首先依据尺寸选择锯床或铣床进行初步切削,之后用磨床进行打磨,将多余部分去除,基本成型后视情况决定是采用线切割还是CNC(即高速铣床)进行精加工,若需电火花加工则进行相应处理,最后由品质部门进行检测。
整体而言,包括刨床、车床、铣床、钻床、磨床,这些是模具钳工必须精通的设备,不过当前稍具规模的工厂基本不再使用刨床和车床,因为这些设备都有专人负责加工,无需钳工费心处理,那么除开刨床和车床,钳工还必须熟悉哪些加工工具呢?
打造一套冲压模具有赖于众多加工机器,那么维护模具呢?为何要维护模具?
设备出现故障,无法制造出合格零件;故障产生的原因,可能是设计环节存在缺陷,也可能是模具老化导致维修不当,或者是生产环节操作疏忽所致。
修模主要修哪些东西呢?
故障部位应进行针对性维修,例如脱料问题,或因弹簧弹力不足,或脱料部件构造欠妥,此类情况或需调换弹簧,或需增设弹簧,亦或需优化脱料构造,或需增设顶料装置,相应地,需借助钻床进行钻孔,或借助铣床进行沉头孔加工,还可能需实施焊接,此时,必须熟练掌握氩弧焊设备的操作,并具备氩弧焊接技能,焊接完成后,或许还需进行打磨、铣削等后续工序。
现在就不再多言了,总而言之,从事冲压模具维修工作的技师,必须掌握以下技能:
必须透彻了解各类模具的运作机制,以及它们对加工精度的具体标准;一旦负责一套冲压模具,首要任务是彻底掌握其构造、运作机制,还有设计理念等,必须明确每个零件的功能与特性,这样当模具发生故障、在生产过程中损坏后,才能迅速判断问题所在,准确确定需要修复的具体部位。每套模具的构造和设计者的想法都不相同,因此每套模具的调试方式也各不相同,大体上相似但细节有别。技艺精湛了,任何一套模具到你手中都能自信满满地说“完全可以处理”,就不必担忧它会产生什么故障,因为任何故障你都有能力解决,只是需要耗费时间和精力。然而,即便你经验再深厚,也不至于完全充满信心。模具制造领域进步迅速,新方法与观念将不断涌现,昨日适用的修模手段,今日或许就效果减弱了,这是常有的事,不过别因此丧失钻研模具的热情,我并非危言耸听。
精通磨床、铣床、钻床及氩弧焊接技术,制作出的零件需满足模具的精确标准,刨床和车床则很少使用,即便不擅长也无妨,过去是必须掌握的技能,如今科技进步迅速,已不再必需,此外,磨削钻头和铣刀等操作也需有所了解,偶尔在模具修整时会有应用,若自身不掌握相关知识,只能感到焦虑或寻求他人协助。