高精度薄板冲压模具的设计与加工

      高精度薄板冲压模具的设计与加工。

      根据现代化冲压模具生产的实际需要，以种具有代表性的高精度薄板冲压级进模具为例，从模具设计和加工的角度出发，分析了高精度薄板冲压模具的设计加工和生产中经常出现的问题点，并相应提出了解决方案。生产实际证明，改造后的模具不但提高了加工制件的精度，而且使模具的生产性能大幅提高，减少了模具的维修，提高了冲压设备的利用率。压盘簧片是我公司N2系列产品中的冲压制件，如图1所示，制件材料为不锈钢，料厚t=0.1mm，形状比较简单，但是制件尺寸公差毛刺高度和平面度都有很高的要求。 制件的料厚和严格的公差要求决定了模具必须有很高的加工精度，而且由于冲压车间更新了日本产的高速冲床，性能参数也得到了很大的提高，因此先前的模具结构和制造工艺就有了定的缺陷，影响了模具的生产性。为了适应频率更高(300件/min)的冲压设备，必须在模具结构和模具加工工艺上进行改进。其中卸料板和凹模板的材料为Cr12MoV，经过热处理后，硬度为58~63HRC;垫板采用CrWMn材料，经过热处理后硬度为52~57HRC;固定板使用45钢材料，冲裁凸凹模使用HAP40材料，经过热处理后电脑锣cnc加工硬度为63~67HRC。固定板卸料板和凹模板的重要尺寸加工精度在±0.003mm内。 压盘簧片模具属于薄板级进冲压模具，按照冲裁间隙=料厚×5%的般公式计算[1]。本文介绍的模具冲裁间隙为0.005mm，模具加工和装配的精度要求很高，而且要求在生产频率为300件/min的冲床上生产，就会出现以下问题。(1)改造前采用的是精密级自润滑型卸料导柱导套，可保证导柱外径，导套内径公差范围在2μm以内。 由于卸料导柱和导套相互运动时是面接触，产生的摩擦力大，在高速冲压运动过程中，摩擦产生的热量就会使导柱发热膨胀变形，从而产生由于导柱胶着烧结导致的模具故障。(2)由于制件的冲裁间隙小，要求模具的冲裁定位导向机构必须具有较高的位置精度和尺寸精度。为了保证加工后的模具符合高精度的要求，在模具的加工过程中就要使用到很多的放电精铣等精密加工方法，导致模具的加工工期长，加工费用高。(3)模具正常生产段后，凸模和凹模的刃口就会产生磨损，需要定期的磨刃口，般情况下，磨凸模刃口时，由于导正钉的长度高于凸模，需要拆卸导正钉。 本文介绍的模具在装配结构上讲属于倒装模具，拆卸导正钉时需要将卸料板和上模部分分离，再次装配时就会产生次装配误差，影响冲裁精度。(4)小孔冲裁采用的是加强型的凸模，凸模在加工过程中不可避免地会产生加强部分与冲裁部分的同轴度的偏差，产生偏心的现象，虽然同轴度的公差可以控制在0.006mm之内，但是再加上由于其他相关部分造成的偏差就会产生冲裁间隙不均的情况，以至于形成较大的毛刺。(5)模具生产过程中，料带在经过送料钉的过程中会产生微小的冲击，使材料产生颤动。由于本文介绍的制件料厚只有0.1mm，而且还要在高速冲压设备上达到300件/min的生产速度，料带在送料过程中产生的振动对高速生产的影响很大。 (6)模具生产过程中，凸模与固定板长处于高频作用过程中，固定板由于材料硬度低，会产生变形，导致模具生产段后凸模松动，产生冲裁间隙不均匀的情况。(1)使用带钢珠衬套的导套铝合金产品压铸代加工，把滑动摩擦化为滚动摩擦，减少摩擦生热产生的导柱胶着，烧结的模具故障，有利于高速生产。模板上卸料导柱导套的安装孔公差采用过度配合，模具装配合适后，使用厌氧胶粘合固定。(2)凹模板卸料板和固定板按照加工精度等级要求，采用销钉定位，螺丝固定后次定位线切割放电加工导向定位冲裁等重要尺寸，保证了加工形状的致性和位置精度。 (4)小孔冲裁采用直杆凸模，避免阶梯凸模在加工过程中产生的加强部分与冲裁部分的同轴度的偏差，减轻了由于冲裁间隙不均形成的毛刺，便于整体加工。(6)将固定板的材料由45钢改为CrWMn，经过热处理后硬度为52~57HRC，固定板的抗冲击性能和耐磨性能大大提高，从而提高了整副模具的使用寿命。(2)维修工时大幅度减少，节约了成本。钳工以前每月修理8次，每次大约5h，现在每月2次，每次4h左右;机加工工时以前大约需要12h/月，现在每月需要4h左右，线切割需要15h/月左右，现在每月需要3h左右。 (3)不良品大幅度减少，节约了材料和能耗。改造前由于掉渣毛刺大废料上浮由此造成大量带有压痕毛刺的不良品，材料每月损失35kg左右，现在每月损失5kg左右。金属板料冷冲压是种在工业生产中应用广泛的加工方法。 模具作为冲压生产的基本要素，其设计制造技术受到普遍重视。本文介绍的模具改造方案具有普遍意义，满足了压盘簧片制件每月几百万件的生产需要，为以后其他高速，高精度冲压模具的设计加工和生产提供了宝贵经验。

碳纤维板CNC加工

      机器的质量取决于零件的加工质量和机器的装配质量,零件加工质量包含零件加工精度和表面质量两大部分机械加工精度是指零件加工后的实际几何参数(尺寸形状和位置)与理想几何参数相符合的程度。它们之间的差异称为加工误差。加工误差的大小反映了加工精度的高低。
      在光电信息微型电子机械等领域需要的微型器件，以及在航天航空等领域需要建立大型的光电子器件以及超精密加工设备，都对其智能化与自动化的要求较高。引进智能化设备，可增加加工的稳定性，降低加工结果对人工经验的依赖性。从细分场看，按照是否独立生产，精密机械加工场可分为外包场及非外包场。
      数控车铣复合加工是应用最广难度最大的种，即车铣复合加工。车铣复合加工中心相当于数控车床和加工中心的组合。车铣复合机床是复合机床中发展最快应用最广泛的数控设备。机床复合是机床发展的重要方向之。

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