多工位级进模冲压的特点及功能【精心整理】
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冲压模具毕业设计1。
绪论1。
1冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)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(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。
冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。
冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程术。
冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模.冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。
冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。
冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。
与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。
主要表现如下.(1) 冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化.这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工,普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次,高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上,而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。
(2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。
(3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件,如小到钟表的秒表,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料的冷变形硬化效应,冲压的强度和刚度均较高。
(4)冲压一般没有切屑碎料生成,材料的消耗较少,且不需其它加热设备,因而是一种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低。
但是,冲压加工所使用的模具一般具有专用性,有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技术要求高,是技术密集形产品。
所以,只有在冲压件生产批量较大的情况下,冲压加工的优点才能充分体现,从而获得较好的经济效益。
冲压新技术和新工艺随着工业化的发展,冲压技术在制造业中扮演着重要的角色。
而随着科学技术的不断进步,冲压技术也在不断创新和发展,出现了许多新的技术和工艺。
本文将介绍一些冲压新技术和新工艺的应用和优势。
一、多工位冲压技术传统的冲压技术中,一次冲压只能完成单一的加工工序,效率较低。
而多工位冲压技术则能够在一次冲压中完成多个工序,大大提高了生产效率。
这种技术可以在同一冲床上设置多个冲头,通过工序之间的传送带或者机械手的协作,将工件依次加工完成。
多工位冲压技术不仅提高了生产效率,还降低了生产成本,减少了工人的劳动强度。
二、模具快速更换技术传统的冲压生产中,更换模具需要耗费较长的时间和人力物力。
而模具快速更换技术的出现,极大地提高了生产效率。
模具快速更换技术主要通过设计和制造模具时考虑到模具更换的方便性,采用快速卡扣和快速固定装置等设计,使得模具更换的时间大大缩短。
这样一来,生产过程中更换模具的时间就大大减少了,从而提高了生产效率。
三、自适应冲压技术自适应冲压技术是指冲压过程中,根据工件的特点和要求,自动调整冲床的参数和工艺,以达到最佳的加工效果。
传统的冲压技术中,需要人工根据经验来调整冲床的参数,存在一定的主观性和不确定性。
而自适应冲压技术则通过传感器和控制系统的配合,实时监测和调整冲床的参数,使得冲压过程更加精确和稳定。
自适应冲压技术不仅提高了加工质量,还降低了人为因素对加工过程的影响。
四、冲压模具材料的创新冲压模具是冲压加工中的关键设备,其材料的选择和性能对冲压加工的质量和效率有着重要影响。
传统的冲压模具材料主要是工具钢,其强度和耐磨性较好。
而随着科学技术的进步,新型的冲压模具材料不断涌现。
例如,硬质合金和陶瓷材料具有很高的硬度和耐磨性,可以提高模具的寿命和使用效果。
另外,一些复合材料和高强度钢材料也在冲压模具中得到了应用,提高了模具的强度和稳定性。
冲压新技术和新工艺的出现,为冲压加工带来了许多优势。
多工位精密自动级进模具的技术特点(1)多工位精密自动级进模具的设计是在冷冲模具设计原理的基础上,根据多工位精密自动级进模的特点,解决“多工位”的合理安排、“精密”冲压加工质量的保证、“自动级进”送料出件和“自动”检测等关键问题。
(2)多工位精密自动级进模属于精密、高效、长寿命的集成模具。
它适用于冲压小尺寸、薄料、形状复杂和大批量生产的冲压零件,具有精度高、工位多的特点,其工位最多可高达几十个,并配有高精度的导向系统、准确的定距系统及自动送料、自动出件与自动检测装置,结构上要求卸料板工作平稳,对凸模具有导向和保护作用。
(3)冲压生产效率高在一副模具中可以同时完成复杂零件的冲裁、弯曲、拉深及装配等工艺,减少了制件使用多副模具的周转,避免了重复定位过程,显著提高了劳动生产率和设备利用率。
(4)操作安全多工位精密自动级进模具常采用高速冲床生产,自动送料,自动出件,避免了操作者手动送料的危险,操作安全,且易于实现机械化和自动化生产。
(5)模具寿命长多工位精密自动级进模具的加工内容分散在多个工序上,工序集中的区域还可以适当设计空步,从而保证了模具的强度和装配空间,延长了模具寿命。
此外,多工位级进模具采用的弹压卸料装置兼做凸模导向板和小凸模的保护装置,对提高模具寿命也很有利。
(6)产品质量高、成本低多工位级进模在一副模具中完成产品的全部成形工序,克服了普通模具多次定位带来的操作不便和累积误差,且配合高精度的内、外导向及准确的定位系统,保证了产品的加工精度。
由于生产效率高,压力机占用数量少,生产面积小,减少了半成品的储存和运输,所以产品的综合成本低。
(7)设计和制造难度大,多工位级进模具的结构复杂,镶块较多,制造精度要求高,冲制异形孔的工作零件形状复杂,加工困难,同时要求模具工作零件具有互换性,且更换迅速方便可靠,使得模具的设计制造难度较大。
什么是冲压特点及应用冲压(Stamping)是一种广泛应用于金属加工工艺中的成型方法。
通过将金属板材或带材放入冲压机的模具,利用模具的动作使得材料产生塑性变形,从而获得所需的零件形状。
冲压具有许多独特的特点和广泛的应用领域。
首先,冲压具有高效的生产能力。
冲压机通常采用连续工作方式,可以在一分钟内进行多次冲压操作。
此外,模具设计精确,能够实现高度自动化生产,大大提高了生产效率。
冲压还可以在一次操作中完成多个工序,如冲孔、折弯、成形、拉延等,从而使得生产过程更加有效率。
其次,冲压能够实现高精度的加工。
冲压的模具通常采用高精度的数控设备制造,能够保证零件尺寸的精确度和形状的一致性。
由于冲压操作是在封闭模具中进行的,所以可以有效地避免材料的回弹和变形,从而保证零件的几何形状和尺寸精度。
另外,冲压还具有较好的材料利用率。
在冲压加工过程中,通过合理的布局和排样来最大限度地利用金属板材的原材料。
此外,冲压还可以通过优化模具设计和工艺参数来减少废品产生,并实现材料的节约和资源的可持续利用。
冲压具有广泛的应用领域。
首先,在汽车制造领域,冲压技术广泛应用于车身、车门、车顶、行李箱等零部件的制造。
冲压能够满足汽车零部件的高强度、高精度和高品质要求,提高汽车的安全性和舒适性。
其次,在家电和电子领域,冲压技术通常用于制造电视机壳、洗衣机外壳、冰箱门板等产品。
冲压能够快速、高效地生产大批量的金属零件,满足家电和电子产品的外观要求和性能要求。
此外,冲压还广泛应用于航空航天、建筑、工程机械和家具等领域。
冲压技术虽然具有许多优点,但也存在一些挑战和难点。
首先,冲压模具的制造和维护成本较高。
模具的设计和制造需要大量的人力和物力投入,而且需要具备高水平的技术和经验。
此外,冲压过程中模具的磨损和损坏比较常见,需要定期进行维护和更换,增加了生产成本和周期。
其次,冲压加工过程中产生的噪音、振动和废气对环境和工人的健康造成一定的影响。
因此,需要采取适当的措施来降低冲压过程中的噪音污染和环境污染。
冲压工艺的现状及其发展姓名:xxx 学号:xxx冲压工艺介绍:冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。
冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工),合称锻压。
冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。
全世界的钢材中,有60~70%是板材,其中大部分是经过冲压制成成品。
汽车的车身、底盘、油箱、散热器片,锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。
仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中,也有大量冲压件。
冲压件与铸件、锻件相比,具有薄、匀、轻、强的特点。
冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件,以提高其刚性。
由于采用精密模具,工件精度可达微米级,且重复精度高、规格一致,可以冲压出孔窝、凸台等。
冷冲压件一般不再经切削加工,或仅需要少量的切削加工。
热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件,但仍优于铸件、锻件,切削加工量少。
冲压是高效的生产方法,采用复合模,尤其是多工位级进模,可在一台压力机上完成多道冲压工序,实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。
生产效率高,劳动条件好,生产成本低,一般每分钟可生产数百件。
冲压材料:冲压用材料与成形技术是冲压加工过程的两个重要组成部分。
冲压加工质量不仅与冲压工艺文案、模具结构及制造精度有关,还受冲压材料的直接影响而不同。
为了生产高质量冲压制件,必须正确选用合适的冲压材料。
但实际上,冲压用材料往往是根据其使用性能及其生产纲领所选定的,这时,则要求冲压工艺方案和模具结构必须与选定材料相适应。
因此,必须深入了解所用冲压材料的成形性能,才能正确制定冲压工艺方案并合理设计制造相应的冲压模具。
金属板料的化学成分、组织对塑性加工的影响,如随着含碳量增高,板料变硬变脆等。
冲压工艺的种类:冲压主要是按工艺分类,可分为分离工序和成形工序两大类。
分离工序也称冲裁,其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离,同时保证分离断面的质量要求。
冲压的概念特点及应用冲压是一种金属加工方法,通过将金属板材置于模具中,施加外力使其变形,以获得所需形状的工艺过程。
冲压可用于制造各种零件和产品,广泛应用于汽车、电子、家电、建筑等行业。
冲压的特点主要有以下几点:1. 高效率:冲压是一种批量生产的加工方法,可以实现快速连续的金属加工过程,提高生产效率。
模具的使用还可以实现自动化生产,进一步提高效率。
2. 重复性好:通过模具可以准确控制冲压工艺参数,确保产品在每一次冲压中都能达到一致的尺寸和形状,保证了产品的一致性。
3. 制品质量高:冲压工艺可以得到光滑平整的表面,减少加工后的二次处理工序,提高了产品质量。
由于冲压是一种变形加工,可以提高材料的抗拉性能和硬度。
4. 材料利用率高:冲压通过模具的铲料功能可以最大程度地利用金属原材料,减少浪费。
冲压在实际应用中具有广泛的应用:1. 汽车行业:冲压是汽车制造过程中最重要的工艺之一。
汽车车身、车门、车顶等车身部件多采用冲压工艺,以实现高强度、轻量化和美观的要求。
2. 电子产品:冲压工艺在电子产品中的应用较为广泛。
手机外壳、电源插座、接插件等都是通过冲压加工得到的。
冲压可以实现高精度、高密度的零件制造,满足电子产品小型化、轻量化的要求。
3. 家电行业:电视机壳、冰箱门板、洗衣机外壳等家电产品的外壳通常采用冲压工艺制造,以实现产品的外观要求和质量要求。
4. 建筑行业:冲压工艺可以用于制造建筑中的金属构件,如阳台护栏、窗户框架等。
冲压可以实现对材料的弯曲、切割、压制等多种形式的加工。
5. 其它行业:冲压工艺还可以应用于制造航空航天器件、船舶零部件、模具配件等各种金属制品。
总的来说,冲压工艺具有高效率、重复性好、制品质量高和材料利用率高的特点,广泛应用于各个行业的金属加工中。
虽然采用冲压工艺需要制作模具,但一旦模具制造好,冲压的成本就相对较低,适用于大批量生产。
随着技术的发展,冲压工艺的精度和效率会得到进一步提高,将有更广泛的应用前景。
多工位级进模冲压的特点及功能【精心整理】内容来源网络,由深圳机械展收集整理!更多冲压模具技术,就在深圳机械展!多工位级进模是冷冲模的一种。
它是在一副模具内按所需加工的制件的冲压工艺,分成若干个等距离工位,在每个工位上设置一定的冲压工序,完成零件的某部分冲制工作。
被加工材料(条料或带料)在自动送料机构的控制下,精确地控制送进步距,经逐个工位的冲制后,便能得到所需要的冲压件。
一般地说,多工位级进模能连续完成冲裁、弯曲、拉深等工艺。
所以,无论冲压件的形状如何复杂,冲压工序怎样繁多,均可以用1副多工位级进模来(1)多工位级进模是多工序冲模,在一副模具内,可以包括冲裁、弯曲、成形和拉深等多种多道工序,具有比复合模更高的劳动生产率,也能生产相当复杂的冲压件。
(2)多工位级进模操作安全,因为人手不进入危险区域。
(3)多工位级进模设计时,工序可以分散,不必集中在一个工位,不存在复合模中的“最小壁厚”问题。
因而模具强度相对较高,寿命较长。
(4)多工位级进模易于自动化,即容易实现自动送料,自动出件,自动叠片。
(5)多工位级进模可以采用高速压力机生产,因为工件和下脚料可以直接往下漏。
(6)使用多工位级进模可以减少压力机,减少半成品的运输。
车间面积和仓库面积可大大减小。
就其冲压而言,多工位级进模和其他冲模相比,其主要特点如下。
(1)冲压用材料所使用的材料主要是黑色或有色金属,材料的形状多为具有一定宽度的长条料、带料或卷料。
因为它是在连续几乎不间断的情况下进行冲压工作,所以要求使用的条料应越长越好,对于薄料长达几百米以上、中间不允许有接头、料厚为0.1~6mm,多数使用0.15~1.5mm 的材料,而且有色金属居多。
料宽的尺寸要求必须一致,应在规定的公差(通常小于0.2mm)范围内,且不能有明显毛刺,不允许有扭曲、波浪和锈斑等影响连续送料,并避免冲压精度方面的缺陷存在。
为了能保证制件在尺寸和形位误差方面有较好的一致性,要求材料有较高的厚度精度和较为均匀的力学性能。
尤其对于有压弯和成形的制件,如果材料厚度误差大,材料的软硬状态从料头至料尾、边缘和中间都不均匀,相对轧制方向的各向异性较大,则弯曲后角度误差、弯曲边长度误差等都会很大。
料宽根据制件的排样决定,太宽了,影响送料通畅;宽度太小,影响定位。
(2)冲压设备所用的压力机台面较大,功率、刚性要足够,精度好,而且滑块要能长期承受较大的侧向力。
一旦发生故障,压力机有可靠的急停功能。
压力机的行程相对较小(因冲压过程中模具的导柱导套一般不能脱开),最适宜使用可调行程的压力机,在模具工位数较少、冲压力较小和冲压次数较低的情况下,开式压力机用得较多;而在模具工位数较多、冲压力较大和冲次较高的情况下,使用闭式压力机比较合适。
一般都配有自动送料装置。
对于一般的卷带料,还要有相应的开卷、样平机。
(3)送料方式送料方式以间歇、按“步距”直线连续送进。
不同的级进模“步距”的大小是不相等的,具体数值在设计排样时确定,但送料过程中“步距”精度必须严格控制,才能保证冲件的精度与质量。
多工位级进模“步距”精度是由压力机上的送料装置和模具上用于定位的导正装置等共同精确定位保证的。
模具的“步距”精度可以控制在±5μm之内。
“步距”等于前后两工位间距,在同一副模具中,要求这个距离加工要绝对一致。
(4)工序件的携带方式和制件的获取冲压的全过程在未完成成品件前的工序始终不离开(区别于多工位传递模)条料和载体。
在级进模中,所有工位上的冲裁,那些被冲掉下的部分都是无用的工艺或设计废料,而留下的部分被送到模具的下一工位上继续被冲压,完成后面的工序。
各工位上的冲压工序虽独立进行,但制件与条料始终连接在一起,直到最后那个工位需要落料时,合格制件才被分离成条料冲落下来(一般由凹模落料孔中下落,也有冲落后的制件又被顶入到条料的原位,在后面的工位再顶出)。
如果有些制件因后步工序的需要,冲制成的制件仍需留在载体上,则不设落料工序,此时被冲成的制件连在载体上被成卷包装起来,作为后工序的带料,如电器产品的中小电流端子、橡胶密封条滑架等。
也有的制件要求每冲10个或20个制件为一个单元并需留在载体上时,则在模具上须设置设备特殊的切断装置,此时每当冲压10次或20次,切断装置便工作一次将料切断,落下来的长条上便是每一条具有10个或20个独立制件的冲件,如集成电路引线框、晶体管引线框等。
空调器散热片(翅片)更多地采用宽的薄带料,在特殊的级进模上经多个工位冲压后通过纵向剖切、横向切断后实现其大量生产。
(5)用途适合大批量在小型定型产品零件的生产,冲压精度高,可达IT10级。
冲件尺寸一致性好,具有很好的互换性。
(6)生产率生产率高。
由于排样采用多排,一次冲压可以出多件。
采用高速冲压(常用800~1 200次/min),纯冲裁1 200~2 000次/min,带弯曲冲压400~800次/min,连续拉深≤100次/min),每分钟冲次比普通冲压高出10倍以上,生产率很高。
(7)冲压工序性质在一副模具的不同工位上,可以完成多种性质的冲压工序。
例如冲孔、冲窄槽、落料、压弯、压包、压筋、翻边、翻孔、镦压、拉深、切边、叠压、压铆、攻螺纹及锁紧等。
对一些看来较复杂难以冲压加工的零件,采取“化繁为简”的方法冲制出来。
经冲压生产出来的不再只是大批量的单个零件,也可以是成批的组件,如触头与支座的组件、各种微型电动机、电器及仪表的铁芯叠片组件。
所以多工位级进模是集各种冲压工序于一体,功能最多的高效模具,它只需用一台压力机,而单工序模则需用多副模具、多台压力机完成同类的加工。
工位数决定于冲压工序的需要,原则上多少不受限制,一般情况下,只要是中小型件,不论其复杂程度怎样,都可以采用一副级进模冲压完成。
(8)模具综合技术模具综合技术含量高。
模具结构比较复杂,加工精度和制造技术要求高,常以微米(μm)提出精度要求。
没有较先进的结构设计、精加工设备和熟练而有经验的模具钳工,加工、装配、调试和维修精密多工位级进模,其综合经济与技术效果均难以获得完满。
(9)自动化可以实现自动化生产。
当模具调整好后,带料或卷料经开卷机、矫平机、驰长式控制器、送料器、压力机和模具、制件收集器将废料切断或收卷等,可以不用人在设备旁长期守着,一旦冲压过程异常,由于模具上装有安全保护装置,设备会自动停机,故能实现冲压自动化生产。
(10)模具制造模具制造周期较长、成本高。
多工位级进模随着工位数的增加,相应要加工的模具零件数也多了,其中工作零件除采用常规方法加工外,精加工都要采用高精度的精密设备(例如坐标磨床、光学曲线磨床、慢走丝切割机床等),不仅加工周期长,而且工时费比普通加工高许多,所以成本比普通冲模高。
(11)模具材料工作零件采用超硬材料制造,模具寿命长。
由于多工位级进模可以将复杂的内外型分解成由若干个工位冲成,每个工位的冲压复杂性相对比较简单。
工作零件(凸模和凹模)采用硬质合金或钢结硬质合金,不但制造比较容易,也便于维修更换,使模具的使用寿命大大延长,寿命最长的达亿次以上。
(12)模具维护模具的刃磨和维护比其他模具较麻烦。
例如在刃磨冲裁部分的凸、凹模刃口时,需要满足如弯曲、拉深等其他工位的凸、凹模高度。
如果该级进模还有其他复杂的冲压机构,如斜楔、侧冲等,其维护将更为困难。
对于一些复杂的级进模,有的刃口可能不处于同一平面,甚至还有不处于同一方向,在刃磨时须拆卸才可进行。
级进模冲压关键技术级进模设计必须对冲压工艺进行合理分析,确定最佳冲压工艺方案,计算相关工艺参数,合理设计排样方案,选定模具结构类型等。
多工位级进模冲压的关键技术包括排样工艺设计、毛坯计算、起皱、破裂预测及回弹预测与控制等。
(1)排样工艺设计排样是级进模设计的关键,确定零件工位位置和各工位间相互关系、定位方式、材料利用率及模具结构设计。
排样优劣对模具结构、寿命、冲压件质量有很大影响。
排样时,首先要根据工件形状确定采用有废料排样、无废料排样、混合排样还是套裁排样,以及是单行、双行还是多行排样方式。
排样应遵循的原则是:先冲孔后落料,先里后外;先冲尺寸精度高的部位,后冲尺寸精度低的部位;先冲同轴度、对称度要求高的部分和内部中心孔,并以此导正定位后落料。
需要注意的是:在形状与位置精度及尺寸要求较高的冲件,排样时工位数不宜太多,减少累计误差;对于小尺寸且形状复杂的冲件,工位间距离较小时,应设计空工位,以拉开实际冲压工位间距。
(2)毛坯精确计算?毛坯形状和翻边修边线设计得合理与否直接影响到模具和冲压工艺设计的质量。
合理设计毛坯形状有助于降低所需冲压力,减少模具磨损,提高模具寿命;能改善冲压成形时材料的应力、应变状态,提高材料成形极限,减少成形缺陷产生,提高冲压件成形质量。
准确设计坯料或翻边修边线,能减少工件修边工作,降低模具制造和生产成本。
对于形状复杂的工件,难以得到令人满意的毛坯尺寸,随着计算仿真技术的发展,可通过仿真计算提高毛坯精度。
(3)起皱和破裂预测?级进模工件由于结构复杂,以及受工艺参数和润滑条件等因素的影响,容易产生破裂和起皱缺陷,造成零件报废。
确定级进模结构前,通过有限元数值仿真得到冲压成形时材料的应力应变状态,厚度变化与成形极限等结果,分析工件成形时各工位起皱及破裂情况以及预测其结果,根据各工位成形情况进行模具结构完善,修改成形工艺参数,如对压边力进行优化,获得合理的压边力值,既可以抑制起皱,也可以防止破裂。
(4)回弹预测和控制?板料成形后的回弹是冲压成形过程中不可避免的现象,级进模因工位多,回弹的预测与控制更为复杂。
回弹的存在直接影响工件的成形精度及后续装配。
回弹大小受诸多因素影响如材料、模具间隙、弯曲半径、压边力及拉延筋等。
为将回弹量控制在允许范围内,通过不断工艺试模和修模来对回弹进行控制,导致模具制造周期长、成本高、工件精度低。
级进模设计必须对回弹预测和控制,通过数值仿真技术,能够对板料冲压成形及其回弹进行预测,从而修改级进模相应工位的模具型面,对回弹进行补偿或采取相应对策来控制回弹量,使工件满足精度要求。
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