冲压工艺的发展现状及冲压模具设计的基本思路:冲压模具设计毕业论文

  摘?要 冲压工艺是将相关板料经过分离或成形后而得到相应制件的工艺,凭借其优良的性能在钢材制造领域中得到了广泛的应用,而在冲压工艺中所使用的模具则称为冲压模具。冲压模具作为冲压工艺中三要素之一,在整个冲压工艺中占有着不可忽视的重要地位。本文从冲压工艺发展的特点及其种类出发,分析并介绍了冲压工艺的发展现状,并就冲压模具设计的基本思路进行了相应的阐述。
  关键词 冲压工艺;发展现状;冲压模具设计;基本思路
  中图分类号 TG386 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0232-02
  1 冲压工艺发展的优势及其种类
  1.1 冲压工艺的发展优势
  冲压工艺是一种成形加工方法,通常依靠外在压力和模具对相关的板料施加外力,使其板料发生分离或塑性变形,从而实现所需形状和尺寸的冲压件的有效获取。与其他的机械、塑性等加工方法比较而言,冲压加工工艺在其技术上和经济上具备了诸多的独特优势,具体表现在以下几个方面。
  1)冲压加工工艺的操作便利,易于实现工艺的机械自动化。由于冲压加工工艺的实现是通过冲压模具、冲压设备而完成的,而普通压力机每分钟的行程量可达到几十次,若是高速的压力机每分钟的行程量则可为上百至千次,并且压力机的每次行程都有可能获取一个冲件,从而使其加工工艺的生产效率得到了大大的提高。
  2)冲压工艺的质量稳定,具有良好的互换性。这是因为在进行冲压加工时,冲压模具使其冲压件的形状尺寸的精度得到了良好的保证,冲压件的表面质量通常都会受到较好的保护,再加之所使用的冲压模具的使用寿命较长,从而使得同一冲压模具制成的冲压件具有一模一样的特点。
  3)小到秒表大到汽车覆盖,冲压加工工艺可加工出形状复杂、尺寸跨度大的零件,再加上板料在冲压加工工艺过程中的冷变形硬化效应,使其所得冲压件的刚强度较高。
  4)冲压加工工艺是一种省料、节能的加工方法,在其冲压加工过程中几乎没有碎料的产生,使得材料的利用率较高,并且在此过程中无需外来其他的加热设备,因而所得冲压件的成本也
  较低。
  由于冲压加工工艺中所用的模具具有一定的专业性,冲压模具是一种制造精度、技术要求都较高的技术密集型产品,而加工成形一个复杂零件时所需要的模具也较多,因此,冲压工艺的优越性只有在冲压件大量生产的情况下也会得到充分的体现,其所获取的经济效益也会随之体现的更为突出。
  1.2 冲压工艺的种类
  在实际生产中,为了满足冲压件在其形状、精度、尺寸等各方面的相关要求,所采用的冲压加工工艺也各式多样,将其概括起来可将冲压工艺划分为分离工序和成形工序两大类。
  其中,分离工序也被称为冲裁,其目的是将冲压件沿着相应的轮廓线从板料上实现有效的分离,与此同时还需满足其分离断面的质量要求(如表1所示);而成型工序则是在不破坏坯的前提下,使其板料发生塑性变形,从而制成所需规格的冲压件(如表2所示)。
  2 冲压工艺的发展现状
  近年来,随着对先进制造技术发展的重要性共识的形成,将其特征与现代化高新技术相结合,冲压工艺在其深度和广度上都取得了突飞猛进的进展。本文以汽车车身覆盖件的加工为对象,阐述冲压工艺的发展现状。
  1)就产品的冲压工艺性及经济性而言,冲压加工工艺的序数是用以衡量其工艺水平的重要标志,是决定冲压件加工制造成本、投资规模的关键因素。
  当前我国汽车冲压件是根据其结构来确定冲压加工工艺的序数的,在其产品的开发设计中,由于过度注重汽车的性能和效果,致使在其相关的冲压工艺性和经济性方面欠缺有效的考虑,从而导致其冲压工序数较大(如表3所示)。
  由上表可看出,我国的汽车制造在开发设计时,在注重其性能效果的同时,还需要考虑其冲压工艺性和经济性,应使得所采用的冲压工序数尽量的减少。
  2)就冲压工艺的原材料而言,目前我国汽车冲压件所用的原材料以牌号为08A1、10、P1等冷轧钢板为主,其中,绝大部分的钢板为板料,只有较少冲压工艺产家使用卷料,而采用卷料的利用率可提高2%~6%,成本价格低,其相应的运输、存储也较方便。因此,对于大型汽车厂来说,可将其发展由生产批量转换为经济批量的发展。
  当前国内大部分企业所采用冲压工艺较为传统,使我国冲压工艺水平得到有效提高,需要从行业人员素质的提高和信息化技术的应用两方面着手,在其信息技术的应用上则应将CAD/CAM/CAE一体化技术的推广作为发展的重点。
  3 冲压模具设计的基本思路
  作为一种技术密集型产品的冲压模具是冲压工艺中的关键要素,其结构和精度直接影响着冲压件的成形和精度,直接关系到冲压件质量的优劣,因此对于冲压模具的设计需要严格的专业控制要求。本文将冲压模具设计的基本思路简介如下。
  1)转换图纸。所谓的转换图纸(或图纸转换工序)就是将任何所给定的零件图或产品测绘出来,进而转换成国内企业中所使用的国家标准零件图纸。
  2)绘制零件图。对于所给定的零件图绘制,通常运用三维软件来实现,将所绘制的零件图转换为带有展开图的工程图,并将其存储为CAD制图的dwg格式作为相关的参考图进行调用。
  3)设计工艺图。根据工程图中的展开图,将其排样图(或单工序图)绘制出来之后,再根据相关的展开排样图将其各步骤的产品零件图即工艺图进行有效的设计。
  4)转换工程图。将CAD排样图导入三维软件中画出排样图的实体之后,再转换成相应的工程图并另存为CAD的dwg格式留作参考图进行调用。
  5)绘制模具图。根据相关的参考图/工艺图将各零件工艺图的模具图进行有效的设计。
  6)设计模具的零件图。根据相关的模具图对每个模具零件的模具零件图进行相应的设计。
  4 小结
  就冲压工艺的发展现状而言,虽然随着现代化技术的发展取得了较大的进步,但在实际的工艺加工中还是存在不少的问题,因此,在未来的发展中可从其存在的工艺性、经济性等具体问题中着手发展;对于作为冲压工艺关键设备的冲压模具,其相关的设计在遵循相关原则的同时,还需要注重实际的设计经验,其设计的基本思路需要具有一定的灵活性。
  参考文献
  [1]李忠明.冲压工艺行业发展现状评述[J].内蒙古石油化工,2006,5.
  [2]谈正光,法曾阳.浅谈冲压工艺与冲压模具设计[J].设计研究,2010,10.

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