
一、获取必要资料
基于相关资料对冲压工艺性进行分析,完成工艺审核与标准化审核。
1)获取标注有具体技术要求的零件图,了解工件的形状、尺寸与精度要求;确认关键孔的尺寸与位置、关键表面状况,并分析确定工件的基准面。
其实,冲压件的工艺性要求并非一成不变。随着冲压技术的快速发展,应结合生产实际,综合应用多种冲压工艺,合理选择冲压方法,正确制定工艺方案与模具结构,使之既满足技术要求,又符合工艺条件。
2)收集加工工艺过程卡片,研究前后工序之间的关系,以及各工序间必须满足的工艺及装配要求。
3)了解生产批量。生产规模对冲压加工的经济性具有决定性影响,因此要据批量与质量要求来确定模具的类型、结构、材料等,并分析模具加工工艺的经济性与公用性,绘出冲压工序的轮廓。
4)确定原材料规格及毛料情况(如板料、条料、卷料、废料等),了解材料性质与厚度,基于工艺性判断是否采用少废料或无废料拍样,并初步确定材料规格与精度等级。在满足使用性能与冲压性能的前提下,尽量选用成本更低的材料。
5)分析材料纤维方向与毛刺方向在设计与工艺上的要求。
6)评估模具车间的制造能力、设备条件及可用的模具标准件情况。
7)熟悉冲压车间的设备资料与情况。
8)在掌握以上资料的基础上,初步构思模具结构方案;必要时对已有产品设计与工艺过程提出修改建议,以实现产品设计、工艺过程与模具设计制造的更好协同与完善。
二、确定工艺方案及模具结构型式
工艺方案的确定是冲压件工艺性分析完成后最关键的环节,具体包括:
1)结合工件形状特征、尺寸精度与表面质量要求进行工艺分析,明确工艺的基本属性,确定落料、冲孔、弯曲、拉深、翻边、胀形等基本工序,并列出所需的全部工序,通常可直接从零件图样要求确定。
2)基于工艺计算确定所需工序数量;对于拉伸件,要考虑拉深次数;弯曲件、冲裁件也应据其形状、尺寸与精度要求判断是一时加工还是多次加工。
3)依据各工序的变形特征、尺寸精度及操作便利性,确定工序的先后顺序,如先冲孔再弯曲,或先弯曲再冲孔等。
4)结合生产批量、尺寸大小、精度要求、模具制造水平及设备能力等因素,对已排的单工序进行可能的组合,形成可执行的工艺集成方案,如复合冲压、连续冲压等。通常厚料、低精度、小批量、大尺寸的冲件采用单工序、简单模;薄料、小尺寸、大批量的冲件宜采用级进模实现连续生产;高精度的冲件则适合使用复合模。确定工序性质、顺序与组合后,即确定了冲压工艺方案与各工序模具的结构型式。
三、进行必要的工艺计算
1)进行材料排样与毛坯尺寸的设计与计算。
2)计算冲压力(包括冲裁力、弯曲力、拉深力、翻边力、胀形力、卸料力、推件力、压边力等),必要时还要计算冲压功与功率HJC黄金城集团。
3)计算模具的压力中心。
4)估算或确定模具各主要部件的厚度,如凹模、凸模固定板、垫板的厚度,以及卸料橡皮或弹簧的自由高度等。
5)确定凸凹模的间隙,计算工作部件的尺寸。
6)对于拉深工序,需要明确拉深方式(是否压边)、计算拉深次数及中间工序的中件尺寸。对带料连续拉深等工艺,还需进行专门的工艺计算。
四、模具的总体设计
在前述分析与计算的基础上,进行模具结构的总体设计,通常先绘制草图,并初步计算出模具的闭合高度,粗略确定模具的外形尺寸。
五、模具主要零部件的结构设计
1)工件相关部件的结构设计,如凸模、凹模、复合模等的结构型式与固定方式。
2)定位零件。模具中常用的定位装置有多种形式,如可调定位板、固定挡料销、活动挡料销、定距侧刃等,需要结合具体情况进行选用与设计;在连续模中还需考虑是否采用初始挡料销。
3)卸料与推件装置。选择刚性或弹性结构,弹簧与橡皮的选用与计算应符合工艺需求。
4)导向零件。包括导柱、导套、导向板等的选型与组合,需考虑是否采用中间导柱、侧后导柱或对角导柱,以及滑动导套还是带钢球的滚珠导套等。
5)支持与夹持、紧固件。模柄、上下模座等结构形式的选取与设计。
六、选定冲压设备
冲压设备的合理选型是工序设计与模具设计中的重要环节,直接影响工件质量、生产率与作业安全,也为模具设计带来便利。
冲压类型的选定取决于工艺要求与生产批量。
设备规格的确定取决于工艺参数与模具结构尺寸。以曲柄压力机为例,应满足:
1)压力机的额定压力应大于冲压工艺力;也即冲压过程的负荷曲线应落在压力机的允许负荷之下;对拉深件还需计算拉深功。
2)装模高度需满足模具闭合高度的要求。
3)行程应满足成形需要;对拉深工序,行程通常应大于工件高度的2–2.5倍,以便毛坯进入与成形后取出。
4)台面尺寸应大于模具下模座的外形尺寸,并留出固定模具的位置;台面上的排孔应大于工件或废料尺寸,且两侧留出适当边距。
七、绘制模具总图
模具总图及零件图绘制要严格遵守相关制图标准,同时结合模具的实际工作与安装调试需要,图面的布置应遵循通用习惯。
模具总图通常包括:
1)主视图:呈现工作位置的剖面图,一半显示冲压开始前毛坯进入的情况,另一半显示冲压结束后成形或分离、滑块在下止点的状态。
2)俯视图:通常分为两半,必要时也可完整绘制下半部的俯视图。
3)侧视、仰视及局部剖视图:在需要时绘制模具工作位置的侧视图,有时在图样右上角附上上半部分的仰视图或局部剖视图。
4)工件图:工件图通常放在右上角;若有多道工序,则需绘出本工序的工件图与上道工序的工件图。
5)排样图:对于级进模需绘出排样方式、工序安排顺序和各工步的冲压内容,标注工步间距、搭边值与条料尺寸;冲裁模需标出排样方式、条料尺寸与搭边值等。
6)零件明细表,标注材料与数量;标准件按规格确定。
7)技术要求与说明:包括冲压力、所用设备型号、模具整体行位公差、装配与安装调试、模具闭合高度、模具间隙及其他要求等。
八、绘制非标准件的零件图
零件图需标注全部尺寸、公差与配合、形位公差、表面粗糙度、所用材料及热处理要求,以及其他技术条件。
九、填写模具记录卡与编写冲压工艺文件
小批量生产时填写工艺路线明细表;大批量生产时,则需对每个零件制定工艺过程卡与工序卡。
