灶盘冲压工艺及模具设计

灶盘冲压工艺及模具设计内容摘要：

体光固化或称光敏树脂激光固化 )设备与技有全套图纸，需要的联系 315437529 ` 8 术，并进行了开发研究。 经多年努力，已开发出了 RPMSⅡ型式功能快速原型制造系统拥有叠层实体制造 SSM)，熔融挤压成形 EME，是我国自主知识产权的世界唯一拥有两种快速成形工艺的系统 (国家专利 )，具有较好的性能价格比。 西安大学研制开发的 LPS600A激光快速成形系统有限公司开发的 AF300快速成形 机 (SLS 激光选区烧结 )等也达到国外同类产品水平。 由快速成形机得到三维原型，通过陶瓷精铸、电弧喷涂、消失模、熔模等技术可快速制造出各种模具。 现国内已有上海、青岛、顺德等地引进了近 10 台设备，开台生产应用。 西安交大成立了推广应用站，开展了不少活动。 我国已进入了国产化开 树脂冲压模具在国产轿车的试制中得到成功应用。 一汽模具制造中心设计制造了 12 套树脂模具分别是行李箱、发动机罩、前后左右翼子板等大型复杂内外覆盖件的拉伸模具。 其主要特点是模具型面以 CAD/CAM 加工的主 模型为基准，采用端士汽巴精化的高强度树脂浇注成形，凸凹模间隙采用进口专用蜡片准确控制，模具尺寸精度高，制造周期可缩短 1/22/3， 12 套模具制造费用可节省 1000 万元左右。 树脂冲开模具技术为我国轿车试制和小批量生产开辟了一条途径。 属国内首创。 可达 90 年代国际水平。 电弧喷涂脂抹粉成形模具技术。 烟台机械工艺所开发了 DPTB 型电弧喷涂制模设备，并制成了汽车方向盘、摩托车座垫等模具，取得较好效果。 样模表面复印精度达 m，仿真效果好，已先后在吹塑模、汽车内饰件模、 TPR 模等方面应用。 模具寿命为聚 氨酯成形 10 万件，真空形成 4万件，吹塑 3 万件，聚乙烯注射件 3000。 一般有样模时， 3 天内即可完成。 其他快速经济制模技术，如铍铜塑料成形模具技术， 模具标准件 模具标准件对缩短模具制造周期，提高质量、降低成本，能起很大作用。 因此，越来越广泛地得到采用。 模具标准年主要有冷冲模架、塑料模架、推杆和弹簧等。 新型弹性元件氮气弹簧亦已在推广应用中。 目前我国模具标准化程度一般在 30%以下，和国外先进工业国家已达到 70%80%相 比，仍有很大差距。 模具材料与热处理 模具材料的质量、性能、品种和供货是否及时，对模具的质量和使用寿命以及经济效益有着直接的重大影响。 大量使用的模具材料为模具钢，年消耗量在 10 万吨以上。 近年来，国内一些模具钢生产企业已相继建成和引进了一些先进工艺设备，使国内模具钢品种规格不合理状况有所改善，模具钢质量有较大程度的提高。 如4Cr5NiMo 模块淬透性、等向性偏低等。 近年来，国内已较广泛的采用一些新钢种，有全套图纸，需要的联系 315437529 ` 9 如冷模具钢等 H H1 H1 4Cr5MoVSi、 45CCr2NiMoVSI：塑料 模具钢 P 3Cr2Mo、PMS、 SMⅠ、 SM Ⅱ等，但总体使用量仍较少，如冷作模具钢 Cr1 Cr12 MoV、 Cr WMn热作模具钢 5 Cr NiMo、 5 Cr MnMo、 3 Cr2 W8V；塑料模具钢 45碳素结构钢等。 供应渠道较前有所改善。 但国产模具钢钢种不全，不成系列，多品种、精料化、制品化等方面尚待解决。 另外，还需要研究适应玻璃、陶瓷、耐火砖和地砖等成形模具用材系列。 模具热处理是关系能否充分保证模具钢性能的关键环节。 国内大部分企业在模具淬火时仍采用盐熔炉或电炉加热。 由于模具热处理工艺执行不严 ，处理质量不高。 而且不稳定，直接影响模具使用寿命和质量。 近年来，真空热处理炉有了很大发展，正在推广使用。 模具制造的相关技术 模具制造的相关技术与工艺的发展，对模具水平的提高起到了重要作用。 模具抛光技术引起重视，机械磨抛光、超声波抛光、电化学抛光及述几种方法的复合抛光，已开发出专用机械，专用工具，得到广泛的应用。 挤压珩磨抛光已用应用。 但面不广，大型高效自动抛光专用设备有待开发。 模具花纹的蚀刻技术，工艺水平提高较快，能制作各类模具的装饰纹，且仿真性 模具强化技术进一步发展。 除原来已推广的电火花强化机外，又开发了电刷镀 模具修复技术也有了进步。 除电刷镀修复模具外，又引进和开发了多种脉冲焊 国外模具企业带来的启示 高新技术在欧美模具企业得到广泛应用欧美许多模具企业的生产技术水平，在国际上是一流的。 将高新技术应用于模具的设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证。 (1)． CAD/CAE/CAM 的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。 在欧美， CAD/CAE/CAM 已成为模具企业 普遍应用的技术。 在 CAD 的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前 3D 设计已达到了 70%～ 89%。 PRO/E、UG、 CIMATRON 等软件的应用很普遍。 应用这些软件不仅可完成 2D 设计，同时可获得3D 模型，为 NC 编程和 CAD/CAM 的集成提供了保证。 应用 3D 设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。 数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。 30～ 50 人的模具企业，一般拥有数控机床十多台。 经过数控机床加工的零件可直接进行装配，使装配钳工的人数大大减少。 CAE 技术在欧 美已经逐渐成熟。 在注射模设计中应用 CAE 分析软件，模拟塑料的冲模过程，分析冷却过有全套图纸，需要的联系 315437529 ` 10 程，预测成型过程中可能发生的缺陷。 在冲模设计中应用 CAE 软件，模拟金属变形过程，分析应力应变的分布，预测破裂、起皱和回弹等缺陷。 CAE 技术在模具设计中的作用越来越大，意大利 COMAU 公司应用 CAE 技术后，试模时间减少了 50%以上。 (2)．为了缩短制模周期、提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术。 高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。 目前，欧美 模具企业在生产中广泛应用数控高速铣，三轴联动的比较多，也有一些是五轴联动的，转数一般在 万～ 3 万 r/min。 采用高速铣削技术，可大大缩短制模时间。 经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。 欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。 设备折旧期限一般为 4～ 5 年。 增加数控高速铣床，是模具企业设备投资的重点之一。 (3)．快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用。 由于市场竞争日益激烈，产品更新换代不断加快，快速成型和快速制模技术应运而生，并迅速获得普遍应用。 在欧洲模具展上 ，快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置，有 SLA、 SLS、 FDM 和 LOM 等各种类型的快速成型设备，也有专门提供原型制造服务的机构和公司。 在所考察的模具企业中，有不少是将快速成型技术和快速制模技术结合起来应用于模具制造，即利用快速原型技术制造产品零件的原型。 再基于原型快速地制造出模具。 许多塑料模厂家利用快速原型浇制硅橡胶模具，用于少量翻制塑料件，非常适合于产品的试制。 欧美模具企业的管理经验值得借鉴 (1). 人员精简，“瘦”型管理。 欧美模具企业大多数规模不大，员工人数超过百人的较 少，所考察的模具企业人数一般都在 20～ 50 人。 企业各类人员的配置十分精简，一专多能，一人多职，企业内部看不到闲人。 精益生产、“瘦”型管理的思想得到了较好的体现。 (2). 采用专业化，产品定位准。 所考察的模具企业，大多数都是围绕汽车、电子等产业对各类模具的需求，确定自己的产品定位和市场定位。 为了在市场竞争中求生存、求发展，每个模具厂家都有自己的优势技术和产品，并都采取专业化的生产方式。 欧美大多数模具企业既有一批长期合作的模具用户，在大型模具公司周围又有一批模具生产协作厂家。 这种互惠、互利、共赢、共存的 合作伙伴关系，有的已持续了 30～ 40 年。 (3) .采用先进的管理信息系统，实现集成化管理。 欧美的模具企业，特别是规模较大的模具企业，基本上实现了计算机管理。 从生产计划、工艺制定，到质检、库存、统计等，普遍使用了计算机，公司内各部门可通过计有全套图纸，需要的联系 315437529 ` 11 算机网络共享信息。 (4). 工艺管理先进，标准化程度高。 与国内模具厂大多采取以钳工为主或钳工包干的生产组织模式不同，欧美的模具生产厂家是靠先进的工艺设备和工艺路线确保零件精度和生产进度。 每副模具均有详细的设计图，包括每个零件的详细设计，并且都制定了详细的加工 工艺。 我国模具要走向世界，必须深化改革、扩大出口。 欧美模具企业的先进技术和先进管理，使其生产的大型、精密、复杂模具，对促进汽车、电子、通讯、家电等产业的发展起了极其重要的作用，也给模具企业带来了良好的经济效益。 美国的模具企业，人均年销售额在 20 万美元左右；意大利人均年销售额也在 10 万美元以上。 与国内的模具企业相比，即使扣除价格因素的影响，欧美模具企业的生产效率也比我们高许多倍。 要缩小与先进工业国家的差距，必须加快技术进步，提高 CAD/CAE/CAM 的应用程度，增加数控加工设备的比重，用信息技术进一步提高 模具的设计制造水平。 同时，要学习和借鉴国外的先进管理经验，进一步深化企业改革。 目前，国内有些模具厂冲模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，这样很难干好，必须走小而专、小而精、小而特的道路。 同时要增强参与国际竞争的意识，加强国际经济技术合作与交流，在提高模具国产化程度的同时，进一步扩大出口，走向世界。 冲压加工的含义 冲压 是在常温下利用模具在压力机上对材料施加压力，使其产生分离和变形、尺寸和性能的零件加工方法。 它是压力加工的一种，是机械制造中先进的加工方法之一。 冲压 工艺的分类 冷冲压工艺大致可以分离工序和成型工序两大类，分离工序可分为落料、冲孔和切削等。 成形工序可分为弯曲、拉深、翻边、翻孔、胀形、扩口、缩口和旋压等。 根据零件的形状、尺寸精度和其他技术要求，可分别采用各种工序对板料毛坯进行加工，以获得满意的零件。 冲压件的生产过程 包括原材料准备、冲压和其他辅助工序。 编制冲压工艺方案的任务，是根据单位的生产条件，对以上这些工序做出合理的安排，其主要内容包括有： （ 1） 对冲压件进行工艺分析。 （ 2） 通过分析比较，确定最佳工艺方案。 （ 3） 确定模具结构形式。 （ 4） 合理选择冲压设备。 （ 5） 编写工艺文件和计 算。 有全套图纸，需要的联系 315437529 ` 12 冲压工艺与其它加工方法相比的特点 1．用冲压加工方法可以得到形状复杂，用其他加工方法难加工的零件。 2．冲压零件的尺存精度是由模具保证的。 因此，尺寸稳定，互换性好。 3．材料利用率高、工件质量轻 、性能好、强度高、冲压过程耗能少。 因此，工件成本低。 4．操作简单，劳动强度低，易于实现机械化和自动化，生产效率高。 2． 灶盘的工艺分析 冲压件的工艺分析 在实际生活中，冲压件设计的是否合理，对是否能制造出合格冲压件产品来有极大的影响。 一般来说，对冲压零件首先应保证满足使用上要求，其次是使其结 构能用最简单和最经济合理的方法制造出来，也就是说冲压的工艺性要好。 冲压件的工艺分析包括技术和经济两方面内容。 再技术方面，根据产品图纸，主要分析该冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合工艺的要求。 在经济方面，主要根据冲压件的生产批量 ，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。 因此，冲压件的工艺分析，主要讨论在不影响零件使用的前提下，能否以最简单最经济的方法冲压出来，影响冲压件工艺性的因素很多，从技术和经济方面考虑，主要因素有： （ 1） 冲压件的形状和尺寸 （ 2） 冲压件精度 （ 3） 生产批量 （ 4） 材料 的主 要性能参数如下表 ： 材料名称 钛合金 材料牌号 TA3 材料状态 退火 抗剪强度 (MPa) 440600 抗剪强度 (MPa) 550750 根据以上分析，如图此冲压件为灶盘，是中型件，大批量生产。 结构为大致对称试，材料为 TA3 钢，为合金钢，具有较好的可冲压性能，厚度为 1mm，成型工艺包括落料冲孔、拉深、翻边翻孔。 由于该件为 U 形弯曲工件，回弹较小 ，经计算满足冲压工艺要求。 次件精度要求不高，不需较高的公差等级，属于一般冲裁弯曲精度。 模具为普通冲裁弯曲模具就可达到生产要求。 冲孔的工艺行： 该件上有 5个孔，最小孔径为 216。 5(t 为板料厚度 )，且其精度要求一般，可采用直接冲孔。 拉深的工艺性： 该拉深为浅拉深，应注意控制其回弹， 翻边翻孔的工艺性：欲制孔已冲好， 有全套图纸，需要的联系 315437529 ` 13 在此冲压件设计当中主要解决好以下一些问题： 对冲压件进行工艺分析，设计出的模具结构能保证工件的正常生产。 通过分析比较，确定最佳工艺方案。 解决根据冲裁力和拉深力及翻变翻孔力选择压力机和根据模架最大闭合高度选择压力机之间的矛盾。 表面粗糙度。 由于该件形状虽复杂，但精度要求不高 ，所以一般可要求取 m 以上即可拉深时如何控制回弹。