模和压铸模比例增大;专业模具厂数量增加,能力提高较快;“三资”及私营企业发展迅速;国企股份制改造步伐加快等。
随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展,许多新技术、新工艺、
新设备、新材料不断涌现,因而促进了冲压技术的不断革新和发展,其主要表现和发展方向如下;
(1)冲压成形理论及冲压工艺方面:
冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备,解决了多点压机成形法,提高了材料的成形极限,同时利用反复成形技术可消除材料内残余应力,实现无回弹成形。利用有限元(FEM)等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程,通过在计算机上选择修改相关参数,可实现工艺及模具的优化设计,这样既节省了昂贵的试模费用,也缩短了制模具周期。
(2)冲模是实现冲压生产的基本条件方面:
在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要,冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展。另一方面,为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要,锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。 (3)冲压设备和冲压生产自动化方面:
性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件,高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要,目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展,加之机械乃至机器人的大量使用,使冲压生产效率得到大幅度提高,各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。根据不同使用要求,可以完成各种冲压工序,甚至焊接、装配等工序,更换新产品方便迅速,冲压件精度也高。 (4)冲压标准化及专业化生产方面:
模具的标准化及专业化生产,已得到模具行业和广泛重视。因为冲模属单件小批量生产,冲模零件既具的一定的复杂性和精密性,又具有一定的结构典
型性。
目前,国外先进工业国家模具标准化生产程度已达70%~80%,模具厂只需设计制造工作零件,大部分模具零件均从标准件厂购买,使生产率大幅度提高。
我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展,除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外,标准件品种也有扩展,精度亦有提高。但总体情况还满足不了模具工业发展的要求,主要体现在标准化程度还不高(一般在40%以下),标准件的品种和规格较少,大多数标准件厂家未形成规模化生产,标准件质量也还存在较多问题。另外,标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。
专家认为,我国模具行业要进一步发展多功能复合模具,一套多功能模具除了冲压成型零件外,还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务。通过这种多功能的模具生产出来的不再是成批零件,而是成批的组件,如触头与支座的组件、各种微小电机、电器及仪表的铁芯组件等。多色和多材质塑料成形模具也将有较快发展。这种模具缩短了产品的生产周期,今后在不同领域将得到发展和应用。
总之, 随着计算机软件的发展和进步,CAD/CAE/CAM技术也日臻成熟,其在现代模具中的应用将越来越广泛。由此该技术也推动了现代模具工业的发展,它不仅缩短了模具的设计和制造周期,而且也提高了产品开发的成功率,并增加了模具的价值和市场竞争力。可以预料不久的将来,模具制造业将从机械制造业中分离出来,而独立成为国民经济中不可缺少的支柱产业,与此同时,也进一步促进了模具制造技术向集成化、智能化、益人化、高效化方向发展。模具技术既是先进制造技术的重要组成部分,又是先进制造技术的重要应用领域。
第二章 冲压件工艺性分析及冲裁方案的确定
2.1产品工件分析
工件名称:录音机机芯自停连杆 生产批量:大批量生产 材料:钢10,厚0.8mm 工件简图:如图2.1所示
图2.1 零件图
图2.2 工件
此工件是录音机机芯中的零件,工件形状较复杂,要求精度较高。如图2.2所示,有a、b、c三处弯曲。工件上还有4个小凸包,主要工序有冲孔、冲裁、成形、弯曲、胀形。若采用单工序模,工序很多,工件小,手工操作,定位难以达到精度,质量难以保证。该工件属于定型产品中的零件,批量生产,因而适宜采用多工位级进模,采用自动送料器送料。
2.2材料的选择
冲压工艺对材料的基本要求主要是:
(1)对冲压成形性能的要求为了有利于冲压变形和制件质量的提高,材料应具有良好的冲压成形性能。而冲压成形性能与材料的机械性能密切相关,通常要求材料应具有良好的塑性,屈强比小,弹性模量高,板厚方向性系大,板平面方向性系数小。
(2)对材料厚度公差的要求材料的厚度公差应符合国家规定标准。因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料,材料厚度公差太大,不仅直接影响制件的质量,还可能导致模具和冲床的损坏。对表面质量的要求,材料的表面应光洁平整,无分层和机械性质的损伤,无锈斑、氧化皮及其它附着物,表面质量好的材料,冲压时不易破裂,不易擦伤模具,工件表面质量好。
(3)常用的冲压材料有各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大,?一般用于大型零件的冲压,对于中小型零件,多数是将板料剪裁成条料后使用。
带料(又称卷料)有各种规格的宽度,展开长度可达几千米,适用于大批量生产的自动送料,?材料厚度很小时也是做成带料供应。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。
总上所述,冲压材料我选择10钢作为冲压件的材料。10钢为优质碳素钢,碳的质量分数很低,塑性好,有较好的冲压、弯曲性能,取抗剪强度?????,抗拉强度?b?340MPa,屈服点?S?210MPa, 断面收缩率?=60%,伸长率
?=31%。
2.3 冲压工艺方案的拟定及确定
(1) 第一种方案:采用单工序逐步加工 a 采用单工序模落料,冲裁出零件弯曲前的形状; b 采用冲孔单工序模,冲出零件上的4个小孔; c 用弯曲模进行弯曲。
特点:由于单工序模模具制造简单,维修方便。但生产率低,工件精度低,不适合大批量生产。
(2) 第2种方案:采用复合模加工成形。
特点:生产率较高,工件精度高。但模具制造比较复杂,调整维修麻烦,使用寿命低。
(3) 第3种方案:采用级进模加工。
特点:生产率高,便于实现机械化、自动化,模具制造较复杂,维修调整麻烦。但其复杂程度不及复合模,精度较复合模稍低,但该零件对精度要求不是很高。
根据本零件的设计要求,以及各方案的特点,采用方案3比较合理。
第三章 排样图设计及材料利用率的计算
冲裁件在板、条等材料上的布置方法称为排样。排样的合理与否,影响到材料的经济利用率,还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便