五金冲压件模具技术发展现状及质量改进措施

发布时间:2020-11-22  发布者:ZZJ

  (一)、汽车冲压件模具技术的发展现状
  21世纪已进入信息时代,信息时代的发展日新月异,模具行业和企业要发展把握时代脉搏,自觉主动地调整自已的技术结构。传统的模具设计制造技术用先进适用的高新技术取代,模具的技术含量必将逐步而快速地提高,现代化工业企业管理技术也必将逐步替代作坊式的管理模式。经过几十年努力,现在我国冲压件模具的设计与制造能力已达到较高水平,包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。
  (1)我国汽车冲压件模具市场随着汽车大力发展而呈现强劲的增长势头,但我国汽车冲压件模具市场大多被世界跨国公司瓜分,加快汽车冲压件模具国产化是汽车冲压行业的要任务。没有国产冲压件模具的低成本,就不会有国产品牌车的飞速发展,这已被人们所公认,但低成本并不意味着低水平。在低成本开发多品种的同时,国产品牌车要快速发展和提高品质,一定离不了国产冲压件水平的提高。国产车不但要在中低档市场上继续发展,而且一定会在中市场上不断提高其市场占有率,这一趋势也是十分明显的。
  这必然会对汽车冲压件提出越来越高的要求,这也是汽车冲压件模具市场的必然趋势。冲压件企业应该充分认识这一趋势,并要依靠技术进步来保持低成本,并不断提高冲压件质量。
  (2)随着汽车车身轻量化技术的发展和汽车车身CAE、NVH技术应用的日益广泛,通过新的结构设计和新的原理,轻量化、微型化、多功能化和集成化的冲压件将逐步取代传统的冲压件,成为汽车冲压产业的主流。由于国内汽车模具企业技术提升缓慢、技术创新能力和模具新技术的及应用能力不足等原因,致使国内模具的开发能力还不能完全满足国内汽车产业的配套需求,汽车模具仍然有很大一部分需要依赖于进口。而国内模具企业偶尔还会因为生产负荷不足,不得不改变较初的市场定位而去抢占中、低端市场,汽车冲压件模具新技术是模具企业发展方向。企业的生存问题虽然解决了,但由于中、低端市场的利润率很低,导致其投入和技术创新的资金也很少,一定情况下形成了恶性循环,由于国内的中、低端汽车模具企业较多,使得其面临的市场竞争日益激烈。国内汽车模具企业除了要满足传统模具企业的质量、成本、周期要求外,模具新技术的与应用必将成为国内模具制造业今后发展的方向。
  (3)多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、率、长寿命的模具,是技术密集型模具的重要代表,是冲模发展方向之一。这种模具除进行冲孔落料工作外,还可根据零件结构的特点和成形性质,完成压筋、冲窝、弯曲、拉伸等成形工序,甚至还可以在模具中完成装配工序。冲压时,将带料或条料由模具入口端送进后,在严格控制步距精度的条件下,按照成形工艺安排的顺序,通过各工位的连续冲压,在较后工位经冲裁或切断后,便可冲制出符合产品要求的冲压件。
  (4)精冲技术是厚板冲压成形领域较重要的精密塑性成形方式之一,是经济生产大批量、多功能黑色金属和有色金属零件的技术含量高且经济效益佳的方法。精冲压力机完成一次冲压过程,通过在专用精冲模具上的加工,制造出一件或多件精度高、可直接用于装配的成形零件,精冲零件已经广泛应用于电子、计算机、电力、家电、汽车和航空等领域。目前全世界已有40个国家采用精冲技术,一辆汽车(轿车)上包括变速箱拨叉、座椅及带调角器、行星齿轮、刹车蹄片和钢背等就有近100种精冲零件。
  精冲模代表了冲压件模具的发展方向,精度要求和寿命要求,主要为电子信息产业、汽车、仪器仪表、电机电器等配套。
  (5)多工位级进模和精冲模具,国内已有相当基础,并已引进了国外技术设备,个别企业生产的产品已达到世界先进水平,但大部分企业仍有较大差距,总量也供不应求,进口较多。随着对模具的要求越来越精密、复杂,对模具加工精度的要求也越来越高,现在许多模具的加工精度已达±1~2μm,不久将很快发展为小于±1μm;随着用户对模具生产周期的要求越来越短,模具加工就要满足、快速,且有一定柔性和长时间满负荷不停顿运行等要求。
  (二)、冲压件质量改进措施
  冲压工艺可分为分离工序和成型工序两大类。分离工序包括落料、冲孔、修边等,成型工序包括拉伸、弯曲、翻边等。针对各工序中可能会存在的起皱、开裂、回弹缺陷,提出较为详细的预防措施与解决方案。
  1、起皱
  起皱缺陷产生的根本原因是由于板料受到挤压,当平面方向的主、次应力达到一定程度时,厚度方向失稳。按照皱纹形成原因不同,可将其分为两种类型,一种是由于进入凹模腔内材料过多而形成的材料堆积起皱;二种是由于板料厚度方向失稳或拉应力不均匀而产生的失稳起皱。为了该缺陷,具体的解决思路如下:(1)从产品设计角度考虑:尽量减小翻边高度;使造型剧变区域呈顺滑状态连接;对于产品易起皱部位可适当地增加吸料造型;(2)从冲压工艺设计方面出发:增大压边力,控制进料速度;工艺补充增加圆形或方形拉延筋;在合理范围内增加成形工序;(3)对于冲压材料的选择:在满足产品性能的情况下,对于一些易起皱的零件,应选用成形性较好的材料。
  2、开裂
  开裂缺陷形成的根本原因在于材料在拉伸的过程中,应变超过其,较直观的表现是制件表面产生肉眼可见的裂纹。通常可以将其分为三种类型:一种是由于材料杭拉强度不足而产生的破裂,断裂原因一般是由于凸、凹模圆角处局部受力过大造成的;二种是由于材料变形量不足而破裂,如尖点部位的开裂;三种是由于材料内有杂质引起的裂纹。因此,为了预防断裂缺陷,较根本的措施是减少应力集中现象。具体方案如下:(1)选择合理的坯料尺寸和形状;(2)调整拉延筋参数,防止由于胀力过大引起破裂;(3)增加工艺切口,保证材料合理流动,变形均匀;(4)改变润滑条件,减小摩擦力,增大进料速度;(5)减小压边力或采用可变的压边力,以控制进料阻力;(6)采用延展性和成形性较好的材料,减少裂纹。
  3、回弹
  绝大部分冲压制件都会产生回弹缺陷,回弹产生的根本原因可归纳如下,即零件在冲压变形后,材料由于弹性却载,导致局部或整体发生变形。冲压材料、压力大小和模具状态等都会影响回弹。对于回弹缺陷,解决思路如下u.(1)补偿法,即根据弯曲成形后
冲压件回弹量的大小,预先在模具上作出等于此工件回弹量的坡度,来补偿工件成型后的回弹,该方法中所需补偿的回弹量大小主要依据人工经验估计或CAE数值模拟分析结果来确定;(2)拉弯法:在板料弯曲的同时施加拉力,以此使得板料内部的应力分布较为均匀,进而减少回弹量;(3)局部加压法:使变形区变为三向受压的应力状态,从根本上改变弹性变形的性质;(4)通过局部加筋及其他增加刚度的方法,以提高冲压件刚度,减少变形。

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