冲模设计最主要的工作就是冲模的结构设计。充分利用已知的数据、条件及资料、规范,汲取前人的经验和已在生产中用过的、类似冲压零件的冲模结构,凭借设计人员的智慧、能力和知识,策划、设想并构思,形成一套符合技术功能与生产能力要求的冲模构造,最终设计出可以用于制模与冲制合格冲压零件的成套冲模图样;而且经生产与长期使用考验,冲模结构应技术上先进,使用上安全可靠,经济上合理、节省。这就是冲模的结构设计任务。
冲模的结构设计是一项技术性很强,要求综合知识面很广的创造性工作。
1.冲压工艺分析
根据新产品通过样试与批试鉴定后的定形冲压零件图、冲压零件实物,及其在所属产品中的安装位置、用途及技术功能、运作与使用要求等,进行冲压工艺适应性分析。
按照冲压零件图及有关产品设计说明书、计算书与产品图样,审定冲压零件材料种类及技术要求;检查冲压零件的形状、尺寸及其要求的尺寸与几何精度,冲切面质量及允许毛刺大小与方向,是否超出冲压加工工艺允许的范围;分析其冲压加工的适应性,有没有改进与简化的可能。最后确认冲压零件图给定的冲压工艺技术参数、技术要求及冲模设计所需技术数据与要求,找出冲压加工的要点、难点及必须达到的质量及工艺水平。
2.冲压工艺方案确定
(1)编制冲压工艺的依据
1)冲压零件的图样及其投产批量、预计年产量、总产量。
2)交货期及要求交货方式、包装与运输要求。
3)原材料供应形式与状态。
4)冲压零件的技术要求。
5)冲压零件的质量指标及验收标准。
6)冲压生产现场的设备及配套设施的技术状态。
7)相关冲压设备使用说明书。
(2)冲压工艺方案的内容
1)冲压零件加工工艺流程(工艺路线)图。该图是表明从原材料出库到冲压加工零件完成,转入下一道工序,如去毛刺、清洗、电镀或攻螺纹等,再到成品零件入库的全部完整的工艺流程图。
2)冲压工艺过程卡。冲压工艺过程卡包括冲压加工的各工艺工序,冲压原材料分离与变形的各工序形状、尺寸、技术要求,各工序使用设备、模具、材料与工时定额及检验要点与方法、检验工具、检验要求。
冲压工艺过程卡有行业标准通用格式,使用时,应在确定工艺方案、经过工艺设计与常规工艺计算后,按要求填写。
3)冲模设计任务书。工艺方案确定后,便可编制冲模设计任务书。该任务书除备有详尽的冲压工艺编制说明外,还应附上上述整套工艺文件:冲压工艺流程图、冲压工艺过程卡等。其中,冲压零件的冲压排样图,对冲模设计尤为关键。
(3)冲压工艺编制说明中应说明的问题
1)冲压工序名称、数量及工序(工步)顺序。(www.xing528.com)
2)各工序冲压力、连续冲压的总压力,以及确定选用的压力机类型及其公称压力。
3)冲压原材料牌号、性质、料厚及其公差、半成品及坯件尺寸。
4)各工序(工步)冲压加工的部位、工艺作业性质及冲压后形状。
5)各工序及连续冲压各工位的送料方式、定位基准及出件(料)方法。
6)各工序采用冲模的结构形式及模具闭合高度。
7)各工序的检验要点、质量指标。
8)要求冲压的生产率及产量。
9)各工序所使用的自动化装置。
10)冲压零件的重点尺寸公差、精度等级。
3.策划—设想—构思—绘出冲模结构草图
根据上述冲压工艺文件及冲模设计任务书,在掌握现有相关资料的基础上,遵照下述原则策划冲模结构:
1)在充分研究冲压工艺可行性的情况下,提出多个冲模结构方案,进行经济性、安全性、操作舒服性等对比选优。
2)制模方便,制模周期短。
3)制模与修模费用少。
4)安全性好,劳动强度低。
5)冲模寿命高。
6)模具零部件标准化程度与商品率高。
经初步策划后,可设想冲模的具体结构:模芯(冲模工作部位)的构成,送料、定位、冲压、推卸等各系统与各机构的连接,要设置的各机构功能与必要性,采用导向装置的类别与结构形式;而后,可以构思冲模的整体结构并绘出草图;再经过比对排样图、冲压零件图、工艺过程卡等进行修改;确认结构无问题,便可进行凸模长度、强度与刚度、间隙、刃口与模腔尺寸、行程限位尺寸、冲模压力中心、闭合高度等的计算;主要设计与工艺参数经过详细验算、校核后,最后绘制冲模总装配图。这样,冲模结构设计就基本完成了,但就整套冲模设计而言,还有选用标准零部件、模板,测绘非标零件图,编写设计说明等多项工作要做。
上述为冲模结构设计的常规程序和基本方法。在现场的实际工作中,冲模设计还会根据客观条件和掌握技术资料情况,可采用一些合适而简捷的冲模结构设计方法,但均以上述基本方法为基础。
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