1.2 冲模结构形式的优化选用
冲压工艺方案确定之后,选定冲模结构形式非常重要,因为模具结构的好坏,直接关系到冲压过程的生产率、制件的生产成本、制件的尺寸精度和模具的使用寿命等。因此,冲模结构形式的合理、优化选用,必须综合冲压件的生产批量、尺寸大小、精度要求、形状复杂程度和生产条件等多方面因素考虑,选用原则如下:
1.根据制件的生产批量选用
简易模具,一般加工容易,成本低,寿命短;而复杂模具,一般加工较难,成本高,寿命长。因此,当冲件数量少时,采用简易模有利,反之应采用寿命较长的模具结构。表1-8所示为冲压生产批量与模具结构选用、生产方式的关系。
表1-8 冲压生产批量与模具结构选用、生产方式的关系
2.根据制件的精度要求选用
制件的尺寸精度及断面质量要求较高,应采用精密冲模结构。对于一般精度要求的制件,可以采用普通冲模。复合模冲出的制件精度高于级进模,而级进模冲出的制件又高于单工序简单模。这是因为用简单模加工多工序的冲压件时,要经过多次定位和变形,产生的累积误差大,所以制件的精度低。用级进模冲压生产时,虽难免也会出现送料与定位误差,但可以通过多个导正销精密导正,从而得到很高的定位精度。复合模是在冲模的同一位置一次冲出制件,不存在定位误差,故其冲压精度一般很高。因此,对于精度要求较高的制件,应优先考虑采用复合模。不同冲裁方法的冲件质量近似比较见表1-9。
表1-9 不同冲裁方法的冲件质量近似比较
不同结构形式冲模冲裁可能达到的精度见表1-10。
表1-10 不同结构形式冲模冲裁可能达到的精度 (单位:mm)
注:表列为常规统计的平均精度数据。
3.根据制件的形状大小和复杂程度选用
一般情况下大型制件,为便于制造模具并简化模具结构,采用简单模;小型制件,且形状较为复杂,为便于冲压生产,常用复合模或级进模。像半导体晶体管外壳之类产量很大,而外形尺寸又很小的筒形件,应采用连续拉深的硬质合金级进模比较适宜。
4.根据生产部门的现有设备情况选用
如拉深加工在有双动压力机的情况下,选用双动冲模结构比选用单动冲模结构好得多。电子产品中的一些接插件,在一般的压力机上生产,不仅需要多套模具,而且效率很低,如在自动弯曲机上生产,则模具简单,生产效率高。
5.根据冲模能达到的使用寿命选用
不同结构形式的冲模,使用寿命差别很大。一副新制的冲模从正式投产使用至永久失效而报废,总共生产的合格件数,称为使用寿命,也叫总寿命,多的达千万件以上,甚至数亿件;少的则几万件,或更少。
国家标准《冲模技术条件》在其附录中规定了模具制造者应保证的冲裁模最低寿命,见表1-11。
表1-12为另一些不同类型模具的平均总寿命。表1-13为模具两次刃磨或修磨之间的平均寿命。
表1-11 冲裁模寿命(摘自GB/T 14662—2006)
注:首次刃磨寿命又称初始寿命,是指从新冲模开始使用至首次刃磨期间共冲制的件数。首次刃磨寿命是考核模具制造质量的重要指标。
表1-12 不同类型模具的平均总寿命 (单位:万冲次)
注:1.上述数据是指冲制软的及中硬钢的情况。
2.平均总寿命对冲裁模是指经20~25次修磨,成形模为经2~3次大修的情况。
3.冲制软材料用表列的最大值,硬材料用最小值。
4.无导柱的落料模按有导向的落料模的70%估算。
表1-13 模具两次刃磨或修磨之间的平均寿命(平均单位寿命) (单位:万冲次)
注:表列数据系采用合金钢模具时的概略情况。当采用硬质合金模具时,其平均寿命比表列的高5~10倍。
6.根据模具制造力量选用
在没有能力制造高水平模具时,应尽量设计切实可行的比较简单的模具结构;而在有先进高性能设备和技术力量的条件下,为了提高模具寿命和适应大量生产,则可选用较为复杂的精密冲模结构。
总之,冲模类型和结构形式的选用应从多方面考虑,经过全面分析和比较,尽可能使所选用的模具结构合理。对于单工序模、复合模和级进模选用比较,见表1-14。
表1-14 单工序模、复合模和级进模的选用比较
级进模、复合模、多工位传递模的选用特点对比,见表1-15。普通冲裁和精密冲裁的选用特点比较,见表1-16。
表1-15 级进模、复合模、多工位传递模的选用特点对比
(续)
表1-16 普通冲裁和精密冲裁的选用特点比较
(续)
为降低冲压成本、缩短生产周期,除了提高压力机的冲压速度以外,选用简易模具、通用模具及组合模具则是简便、有效的途径。尤其是对于样品试制及产量小、品种多、要求快出制件的部门更是如此。
各种简易冲模及其在冲压工艺中的应用比较见表1-17。
表1-17 简易冲模及其在冲压工艺中的应用比较
(续)