冲压模_百度百科

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  冲压模是在冷冲压加工中,将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备,称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。冲压--是在室温下,利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种压力加工方法。

  冲压是在常温下,利用冲压模在压力机上对材料施加压力,使其产生塑性变形或分离从而获得所需形状和尺寸的零件的一种压力加工方法。这种加工方法通常称为冷冲压。

  冲压模具是冲压加工中将材料加工成工件或半成品的一种工艺装备,是工业生产的主要工艺装备。用冲压模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的轧钢板或钢带为坯料,且在生产中不需加热,具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低的优点。在飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表以及日用品中随处可见到冷冲压产品。如:不锈钢饭盒、餐盘、易拉罐、汽车覆盖件、子弹壳、飞机蒙皮等。据不完全统计,冲压件在汽车、拖拉机行业中约占60%,在电子工业中约占85%,而在日用五金产品中占到约90%。

  压力机是用来对放置于模具中的材料实现压力加工的机械。冲压加工常用的压力机有机械压力机和液压压力机。

  一个冲压件往往需要经过多道冲压工序才能完成。由于冲压件形状、尺寸精度、生产批量、原材料等不同,其冲压工序也是多样的,但大致可分为分离工序和成型工序两大类。

  (1)分离工序 使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离的丁序。例如:切断、冲孔、落料、切口、切边等。

  (2)成型工序 材料在不破裂的条件下产生塑性变形,从而获得一定形状、尺寸和精度要求零件的工序。例如:弯曲、拉深、翻边、胀形、整形等。

  尽管各类冲压模的结构形式和复杂程度不同,组成模具的零件又多种多样,但总是分为上模和下模。上模一般通过模柄固定在压力机的滑块上,并随滑块一起沿压力机导轨上下运动,下模固定在压力机的工作台上。冲压模的组成零件分类及作用如下:

  它是直接与冲压材料接触,对其施加压力以完成冲压工序的零件。冲模的工作零件包括凸模、凹模及凸凹模,又称为成型零件,它是冲模中最重要的零件。

  它是确定材料或工序件在冲模中的正确位置,使冲压件获得合格质量要求的零件。属于送进导向的定位零件有导料销、导料板、侧压板等;属于送料定距的定位零件有始用挡料销、挡料销、导正销、侧刃等;属于块料或工序件的定位零件有定位销、定位板等。

  这类零件起压料作用,并保证把卡在凸模上和凹模孑L内的废料或冲压件卸掉或推(顶)出,以保证冲压工作能继续进行。

  压料板的作用是防止坯料移动和弹跳。卸料板的作用是便于出件和清理废料。通常,卸料装置是指把冲压件或废料从凸模上卸下来;推件和顶件装置是指把冲压件或废料从凹模中卸下来。一般把装在上模内的称为推件:装在下模内的称为顶件。

  它的主要作用是保证凸模和凹模之间相互位置的准确性,保证模具各部分保持良好的运动状态,由导柱、导套、导板等组成。

  它将上述各类零件连接和固定于一定的部位上,或将冲模与压力机连接,它是冲模的基础零件。主要包括上模座、下模座、固定板、垫板、模柄等。

  主要用来紧固、连接各冲模零件,如各种螺栓、螺钉、圆销等。上述导向零件和支撑零件组装后称为模架。模架是整副模具的骨架,模具的全部零件都固定在它上面,并且承受冲压过程中的全部载荷。模架的上模座通过模柄与压力机滑块相连,下模座用螺钉压板固定在压力机工作台面上。上、下模之间靠模架的导向装置来保持其精确位置,以引导凸模的运动,保证冲压过程中间隙均匀。模架及其组成零件已经标准化,并对其规定了一定的技术条件。

  模架分为导柱模模架和导板模模架。应用最广的是用导柱、导套作为导向装置的模架。根据送料方式的不同,这种标准模架有后侧导柱模架、中间导柱模架、对角导柱模架和四导柱模架。设计模具时,按照凸、凹模的设计需要正确选用即可。模架的大小规格可直接由凹模的周界尺寸从标准中选取。

  (1)冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。

  (2)弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿著直线(弯曲线)产生弯曲变形,从而获得一定角度和形状的工件的模具。

  (3)拉伸模 是把板料毛坯制成开口空心件,或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。

  (4)成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形,而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。

  (2)复合模只有一个工位,在压力机的一次行程中,在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。

  (3)级进模(也称连续模) 在毛坯的送进方向上,具有两个或更多的工位,在压力机的一次行程中,在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。

  (4)传递模 综合了单工序模和级进模的特点,利用机械手传递系统,实现产品的模内快速传递,可以大大提高产品的生产效率,减低产品的生产成本,节俭材料成本,并且质量稳定可靠。

  近年来,我国冲压模水平已有很大提高。大型冲压模已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到1~2μm,寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra≦1.5μm的精冲模,大尺寸(Φ≧300mm)精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。

  我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来,国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂,由华中理工大学作为技术依托单位,开发的汽车车身与覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间,一汽和中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统,并在模具设计制造中实际应用,取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。

  21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及,现在具有一定生产能力的冲压模企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。

  模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期,降低生产成本,提高产品质量,已成为人们的共识。在“八五”、“九五”期间,已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术,数控加工的使用率也越来越高,并陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统。如美国EDS的UG,美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer,美国CV公司的CADS5,英国DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE及space-E,以色列公司的Cimatron,还引进了AutoCAD、CATIA等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术。DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD,多数企业已经向三维过渡,总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。

  在冲压成型CAE软件方面,除了引进的软件外,华中科技大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件,并已在生产实践中得到成功应用,产生了良好的效益。

  快速原型(RP)与传统的快速经济模具相结合,快速制造大型汽车覆盖件模具,解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具,模具精度低、制件精度低,样件制作难等问题,实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造,并且保证了制件的精度,为汽车行业新车型的开发、车身快速试制提供了覆盖件制作的保证,它标志着RPM应用于汽车车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。

  围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造,近年来也涌现出一些新的快速成型方法,例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。

  在国家产业政策的正确引导下,经过几十年努力,现在我国冲压模的设计与制造能力已达到较高水平,包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。

  虽然如此,我国的冲压模设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,无论在设计还是加工工艺和能力方面,都有较大差距。轿车覆盖件模具,具有设计和制造难度大,质量和精度要求高的特点,可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平,模具结构功能方面也接近国际水平,在轿车模具国产化进程中前进了一大步,但在制造质量、精度、制造周期等方面,与国外相比还存在一定的差距。

  标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平。

  但总体上和国外多工位级进模相比,在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上,仍存在一定差距。

  汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完善,高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。NC、DNC技术的应用越来越成熟,可以进行倾角加工和超精加工。这些都提高了模具型面加工精度,提高了模具的质量,缩短了模具的制造周期。

  模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可,碳化物被覆处理(TD处理)及许多镀(涂)层技术在冲压模上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割激光焊接技术也得到了应用。

  我国模具行业专业化程度还比较低,模具自产自配比例过高。国外模具自产自配比例一般为30%,我国冲压模自产自配比例为60%。这就对专业化产生了很多不利影响。现在,技术要求高、投入大的模具,其专业化程度较高,例如覆盖件模具、多工位级进模和精冲模等。而一般冲模专业化程度就较低。由于自配比例高,所以冲压模生产能力的分布基本上跟随冲压件生产能力的分布。但是专业化程度较高的汽车覆盖件模具和多工位、多功能精密冲模的专业生产企业的分布有不少并不跟随冲压件能力分布而分布,而往往取决于主要投资者的决策。例如四川有较大的汽车覆盖件模具的能力,江苏有较强的精密冲模的能力,而模具的用户大都不在本地。

  梁松坚,邹日荣主编,机械工程实训,中国轻工业出版社,2013.09,第137页

  李立编著,数控线切割加工实用培训教程,机械工业出版社,2013.03,第175页

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