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依產(chǎn)品的加工方法分類
依產(chǎn)品加工方法的不同,可將模具分成沖剪模具、彎曲模具、抽制模具、成形模具和壓縮模具等五大類。
a. 沖剪模具:是以剪切作用完成工作的,常用的形式有剪斷沖模、下料沖模、沖孔沖模、修邊沖模、整緣沖模、拉孔沖模和沖切模具。
b.彎曲模具:是將平整的毛胚彎成一個角度的形狀,視零件的形狀、精度及生產(chǎn)量的多寡,乃有多種不同形式的模具,如普通彎曲沖模、凸輪彎曲沖模、卷邊沖模、圓弧彎曲沖模、折彎沖縫沖模與扭曲沖模等。
沖壓成形過程的模擬(CAE)作用更加凸顯
近年來,隨著計算機軟件和硬件的快速發(fā)展,沖壓成形過程的模擬技術(shù)(CAE)發(fā)揮著越來越重要的作用。在美國、日本、德國等發(fā)達國家,CAE技術(shù)已成為模具設(shè)計制造過程的必要環(huán)節(jié),廣泛用于預(yù)測成形缺陷,優(yōu)化沖壓工藝與模具結(jié)構(gòu),提高了模具設(shè)計的可靠性,減少了試模時間。國內(nèi)許多汽車模具企業(yè)在CAE的應(yīng)用中也取得了顯著進步,獲得了良好的效果。CAE技術(shù)的應(yīng)用可大大節(jié)省試模的成本,縮短沖壓模具的開發(fā)周期,已成為保證模具質(zhì)量的重要手段。CAE技術(shù)正逐步使模具設(shè)計由經(jīng)驗設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)設(shè)計。模具精細化制造其實并不是一項單一的技術(shù)、二是設(shè)計、加工和管理技術(shù)的綜合反映。
(1)彈性變形階段。彈性變形階段如圖3-15所示。凸模下行接觸板料,開始迫使板料發(fā)生彈性壓縮及彎曲,并略微擠入凹模洞口。隨著凸模繼續(xù)壓入,材料的內(nèi)應(yīng)力達到彈性極限。
(2)塑性變形階段。塑性變形階段如圖3-16所示。凸模繼續(xù)下降,ya力不斷增加,當(dāng)應(yīng)力達到屈服極限后,材料發(fā)生拉伸和彎曲塑性變形,并在凸凹模刃口處產(chǎn)生了應(yīng)力集中。此階段一直進行到凸凹模刃口附近的材料出現(xiàn)微裂為止。
(3)剪切斷裂階段。剪切斷裂階段如圖3-17所示。當(dāng)凸模繼續(xù)下降時.應(yīng)力達到板料的剪切強度。沖模刃口附近的材料微裂便不斷向板料內(nèi)部擴展,在沖模間隙合理的情況下,上、下裂紋接通,材料斷開而分離。此后若凸模繼續(xù)下降,即分離后的材料便從凹模中被推出。目前,在汽車沖壓件上使用的高強度鋼主要有烤漆硬化鋼(BH鋼)、雙相鋼(DP鋼)、相變誘導(dǎo)塑性鋼(TRIP鋼)等。
沖裁過程中模具與坯料間發(fā)生接觸的位置有五處:凸、凹模端面與坯料之間;凸、凹模側(cè)壁與坯料之間;坯料斷裂后,余料與工件之間;余料孔與凸模側(cè)壁之間;工件側(cè)壁與凹模直腔壁之間。
工藝流程長,制造時間緊。
對于注塑件而言,大多是與其它零部件配套組成完整的產(chǎn)品,而且在很多的情況下都是在其它部件已經(jīng)完成,急切等待注塑件的配套上市。因為對制品的形狀或尺寸精度要求很高,加之由于樹脂材料的特性各異,模具制造完成后,還需要反復(fù)地試模與修正,使開發(fā)和交貨的時間非常緊張。伴隨著模具制造加工技術(shù)的不斷發(fā)展,它們的一些弱點也逐漸顯現(xiàn)了出來。
異地設(shè)計、異地制造。
模具制造不是終級目的,而是由用戶提出終級制品設(shè)計,模具制造廠家根據(jù)用戶的要求,設(shè)計制造模具而且在大多數(shù)情況下,制品的注射生產(chǎn)也在別的廠家。這樣就造成了產(chǎn)品的設(shè)計、模具設(shè)計制造和制品的生產(chǎn)異地進行的情況。
專業(yè)分工,動態(tài)組合。
模具生產(chǎn)批量小,一般屬于單件的生產(chǎn),但是模具需要很多的標(biāo)準(zhǔn)件,大到模架,小到頂針,這些不能也不可能只由一個廠家單獨完成,且制造工藝復(fù)雜,普通設(shè)備和數(shù)控設(shè)備使用極不均衡。