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沖壓模具的設計如何滿足沖壓件的尺寸精度要求
沖壓模具的設計,主要是考慮沖模工作時的振動、沖擊和沖程中可能產生的飛濺及沖壓加工中對材料和零件加工質量的影響,以保證沖壓件成形所需要的外型尺寸精度以及在生產過程中所產生的機械性能。沖壓模具設計時需要注意模具結構型面材料是影響成型質量的關鍵因素,特別主要是材料在沖模內應具有良好的塑性。由于模具具有一定的彈性運動,它不會因模具溫度升高而變形,并能減少零件對模具結構型面所造成傷害。但是也不能由于溫度升高而使零件產生塑性變形。例如:沖模內在變形時所產生的飛濺、沖擊等現象都會對沖壓工藝產生不利影響。
1、模具設計要滿足沖壓件的尺寸精度要求。
一般采用模架將工件放置在模具上沖壓成型,但也有少數特殊型面需要加工時采用模具在生產現場加工的方式。這種模具加工方式有利于提高沖壓產品質量、改善工件的精度等。一般情況下模具制作與模具裝配質量是直接關系到模具生產效率的一個重要因素,模具尺寸精度的好壞會直接影響沖壓件精度的高低。模具規格尺寸及構造尺寸是影響成形質量的重要因素。沖壓件必須按照圖紙要求制作生產,并且精度必須滿足沖壓產品的要求。
2、充分考慮沖程中可能產生的飛濺及沖擊作用,選用適當的沖模結構型面材料。
沖壓件越薄,沖模使用的材料越厚,沖模對沖程的飛濺及沖擊作用也就越大,因此對沖模結構型面材料應選擇適當的硬度、韌性和耐磨性較好的材料。如合金粉末、金屬陶瓷等硬度一般大于70 HRC,耐磨性較好;但一些粉末涂料價格較貴,只能用在加工簡單或成型精度要求高的零件上。因此對一些不允許采用高溫熔融方法進行成形的沖模結構型面,可考慮選用一種表面鍍有鋅膜技術的材料或采用一種冷塑性材料。冷模型面一般用不含 Fe、 Cr等元素和 HV、 Bi等合金;熱模型面一般用一層金屬陶瓷或熔融金屬加一層合金材料。沖模結構型面中的鋼質芯模及鋼質邊模一般可用二種材料與沖壓零件相合為一體,即熱固性沖模和冷塑性沖模兩種類型。
3、提高沖壓加工速度
根據零件的尺寸和形狀特征確定其沖壓加工速度。為提高沖模的高速性能,應采用連續高速模具,如在沖模上設置快速加工件(如零件)模具。由于高速加工時零件在沖切過程中發生振動,將影響零件表面質量,應采取減小高速切削區剛度、提高工件強度,采用高速加工件沖切方法來減少加工摩擦。高速沖刀有硬質合金沖刀和鑄鐵沖刀兩種。
4、合理選擇模具結構型面形狀和尺寸。
設計模具時,應根據產品要求和經濟情況確定模具結構型面的形狀和尺寸。通常,零件成型時所需結構型面形狀及尺寸在設計時應根據產品特點、加工要求及經濟原則選擇。產品形態是指在產品內部可以容納一個形狀各異且互相垂直的完整外形尺寸或形狀。根據所成形工件外形和尺寸,模具型面上必須有相對靜止的位置或表面,以保證沖壓工件不會變形。通常,結構型面尺寸可選擇為:外型平面為直角圓弧形,內型平面為弧形或矩形。此外,根據設計來選擇合適的成形方式及模具結構型面尺寸也很重要。