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冷冲压模具设计与制造

来源:公司新闻 发布时间:2023-02-18 20 次浏览

冷冲压模具的设计制造应按照冲压成形要求,合理选择零件的材料、冲模、成型方法、成形技术条件以及冲压成形工艺路线等,以保证冲压成形零件的质量。目前,我国冷冲模品种多,质量差。主要是由于冲压零件材料性质及形状要求的变化大,成形工艺复杂多变以及模具设计制造时加工精度低等因素造成成形工艺条件差和冲压成形后应力集中,以致影响模具性能,甚至引起报废(例如汽车活塞板模)。因此应根据零件材料结构、性能及加工工艺条件及冲压成形工艺路线等因素,选择适当材料和成形工艺条件;采取合理控制冲模结构和设计加工方法(如成形方案优化技术)以及进行严格质量检验等措施来提高冲压模具质量,保证模具性能及精度符合设计要求;合理选择冲压工艺路线及设计加工方法(如采用高强度钢制模具及使用高精度冲床)。

1)采用的钢材

冲压零件采用的钢材(含合金成分和种类)应满足以下要求:屈服强度≤330 MPa,抗拉强度≥650 MPa,冷热加工性能应满足零件使用要求;而淬火回火后可达到较高强度。对于热加工,在不考虑冷热加工性质时,钢材的屈服强度应大于330 MPa,抗拉强度大于650 MPa,淬火回火后可以达到430 MPa,回火温度小于450℃。对于冷冲压,可考虑采用高强度钢制模具(用合金钢钢板冲压),零件屈服强度要求大于330 MPa而淬火回火温度小于450℃。这样可以减小零件产生拉应力而减小变形。

2)冲模设计

冲压模具的设计应根据零件材料特点及其生产工艺条件、成形工艺条件和成形零件表面质量要求,合理选择结构。如:选择材料较软的合金材料,这样可保证合金材料在冲裁成形时有足够的强度和韧性,而不易被变形。冲模结构应满足冲压工艺路线相同原则,即冲裁截面基本平行,冲裁宽度及厚度基本一致,冲裁厚度大于前向导流孔宽度时,冲模面应能覆盖冲裁件。可采用折角截面为主冲模。在冲压件形状复杂多变时可采用折角截面为主冲模,冲裁件形状比较简单时可采用折角截面为主冲模,冲裁宽度要与前向导流孔宽度相同。

3)成型方法

主要有机械冲压和液压成形两种。机械冲压是使用带压的冲床,采用高强度钢作为冲压模具,由于采用先进成形工艺,在成形过程中零件得到更佳 几何形状,保证良好成型条件,可降低成形成本,提高零件合格率。液压成形常用机械液压成形方法,其主要优点是成形压力低,工艺条件好,可以采用成型头直接进行成形,但由于油缸存在缺点,操作困难和生产成本较高,所以目前已很少使用。液压成形法主要用于一些非金属材料成形,其优点是适用范围广,具有成形速度快、自动化程度高、生产率高等优点,但因零件材料和形状变化较大,且不适用于成型强度较高的结构件。因此应根据不同材料形状选择合适的液压成形方法。

4)成形技术条件

成型技术条件是指冲压零件成形后表面质量(精度)以及模具性能的综合因素,是冲压成形过程中对模具设计和加工工艺所提出的技术要求,是冲模性能及精度的综合体现。对成形技术条件,主要包括成型速度(高速冲压)和模具精度(高精度冲压)等。为保证冲模精度,必须合理选择成型速度,应使成形速度达到较高,以免造成零件在冲切过程中产生拉应力而导致模具失效。同时还应使成形速度尽量保持在较低速度范围内(例如一般速度范围为10~15 mm/min),以便获得较高精度的冲压成形。

5)严格质量检验与监控

在零件设计制造过程中,为确保各工序的精度和效率,应对模具进行严格质量检验与监控。当设计制造出来的冲压模具产品与实际尺寸及表面精度不符合要求时,应进行调整或更换模具;当冲压模具产品尺寸与表面精度不符合要求时,应重新进行设计或调整。通常要求调整模具后的产品尺寸与表面精度都能达到要求,但有时会出现由于产品尺寸不合理,导致工艺条件变化较大时,可能造成模具过早失效。为此,要认真做好质量检验工作并对所检项目进行监督(如变形量、脱皮情况等)。同时还要加强对冲模质量和精度控制,特别是在实际生产过程中,需对冲压模具进行及时跟踪考核。因为在整个生产过程中要控制每个工序尺寸;同时对冲压模具进行定期检测或综合分析。