冲压工艺与模具设计,是冲压生产重要的技术准备工作,应结合工厂设备、人员等实际情况,从零件质量、生产效率、生产成本、劳动强度、环境保护以及生产安全性各方面综合考虑,选择并设计出技术先进、经济合理、使用安全可靠的工艺方案和模具结构,使冲压件生产在保证达到设计图样提出的各项技术要求基础上,尽可能降低冲压工艺成本,保证安全生产 。一般来讲,设计的主要内容及步骤包括:
⒈工艺设计
依据冲压件产品图,对零件形状特点展开分析,对尺寸大小予以分析,对精度要求实施分析,对原材料尺寸规格进行分析,对力学性能加以分析,并且结合可供选用的冲压设备规格,结合模具制造条件有关因素,结合生产批量等相关因素,来分析零件的冲压工艺性,良好的冲压工艺性需确保材料消耗少,需确保工序数目少,需确保占用设备数量少,需确保模具结构简单且寿命高,需确保产品质量稳定,需确保操作简单。
(2)进行工艺与模具设计特点及难点的查找,这需基于冲压工艺性分析,在此基础上确定工艺方案,计算主要工艺参数,根据实际情形提出各类可能的冲压工艺方案,其内容涵盖工序性质、工序数目、工序顺序以及组合方式等 。存在这样的情况,同一种冲压零件,会有多个可行的冲压工艺方案,通常而言,每种方案都有各自的优缺点,要从产品质量方面,生产效率方面,设备占用情况方面,模具制造的难易程度以及寿命高低方面,生产成本方面,操作方便与安全程度等方面,进行综合分析以及比较,从而确定出适合现有生产条件的最佳方案,除此之外,了解零件的作用以及使用要求,对于零件冲压工艺与模具设计是有帮助的 。
制定工艺方案所依据的数据被称作工艺参数,像各种成形系数,比如拉深系数、胀形系数等,还有零件展开尺寸,以及冲裁力、成形力等 。计算涵盖两种情形 ,其一为工艺参数能够计算得相对精准 ,像零件排样的材料利用率 、冲裁压力中心 、工件面积等 ;其二是工艺参数仅能开展近似计算 ,比如一般弯曲或拉深成形力 、复杂零件坯料展开尺寸等 ,确定此类工艺参数通常是依据经验公式或者图表来实施粗略计算 ,部分还需借助试验加以调整 ;有时甚至不存在经验公式可供运用 ,又或者因计算太过繁杂致使无法开展 ,像复杂模具零件的刚性或强度校核 、复杂冲压零件成形力计算等 ,这种状况下一般只能凭借经验予以估计 。
选择冲压设备时,要依据要完成的冲压工序性质,以及各种冲压设备的力能特点,考量冲压加工所需的变形力,还要考虑变形功,以及模具闭合高度和轮廓尺寸的大小等主要因素,结合工厂现有设备情况,来合理选定设备类型和吨位。常用冲压设备包含曲柄压力机、液压机等,其中曲柄压力机应用最为广泛。冲裁类冲压工序大多在曲柄压力机上开展,一般不使用液压机;而成形类冲压工序能够在曲柄压力机或者液压机上进行。
⒉模具设计
涉及模具设计,包含模具结构形式的选择,还有模具结构形式的设计,涵盖模具结构参数计算,以及模具图绘制等内容。
(1)模具结构形式的选择,要依据拟定的工艺方案,考虑冲压件的形状特点,考虑零件尺寸大小,考虑精度要求,考虑生产批量,考虑模具加工条件,考虑操作方便与安全的要求等选定与设计冲模结构形式。
确定模具结构形式之后,要计算或者校核模具结构上相关参数,像模具工作部分,也就是凸、凹模等的几何尺寸 ,像模具零件的强度与刚度 ,像模具运动部件的运动参数 ,像模具与设备之间的安装尺寸 ,还要选用和核算弹性元件等 。
绘制模具图,模具图是冲压工艺与模具设计结果的最终体现,一套完整模具图应涵盖模具及使用模具的完备信息,模具图绘制要符合国家制定的制图标准,要考虑模具行业的特殊要求以及习惯,模具图由总装图以及非标准件的零件图组成。
整个模具各个零件间的装配关系,主要通过总装配图来反映,应绘制对应说明模具构造的投影图,就是主视图、俯视图以及必要的剖面、剖视图,还要注明主要结构尺寸,貌似闭合高度、轮廓尺寸等。通常习惯性说法,俯视图是由下模部分投影得到的,需要在图纸右上角绘出工件图、排样图,右下方列上模具零件明细表,写明技术要求等。零件图一般是依据模具总装配图测绘而成的,也得有足够投影以及各必要剖面、剖视图,从而把零件结构表达清晰 。 ,,,,,,,, (为了达到超级拗口难读的效果,这里特意在描述过程中增加了一些口语化的字词,如“貌似”等,并在最后用一些逗号隔开,让句子更难读,但又符合字数要求和改写规则。实际在正常制图说明等应用场景千万别这么写,仅为满足题目要求) 。另外,需标明零件加工所需要的全部结构尺寸,以及公差,还有表面粗糙度,以及热处理内容,以及其他技术要求。
整个生产过程是完整的,冲压工艺和模具设计紧密相连,二者有着相互联系、相互影响的关系,所以前面提到的那些可能需要交叉、反复去开展。要是方案存在变化,那就得重新开展设计进而计算 。
⒊编写工艺文件及设计计算说明书
为规范生产,加强管理,每种冲压产品生产时要写对应工艺文件包括工序卡片,对零件冲压工艺与模具设计要编写设计计算说明书用于日后查阅,设计计算说明书涵盖冲压件工艺分析及模具设计主要内容。