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探究冷冲压工艺与模具制造技术的发展

2016-01-28邢文成单宝喜

大科技 2016年24期
关键词:板料压力机冲压

王 杰 邢文成 单宝喜

(山东科乐收金亿农业机械有限公司)

探究冷冲压工艺与模具制造技术的发展

王 杰 邢文成 单宝喜

(山东科乐收金亿农业机械有限公司)

冷冲压技术在大批量工件的制造上有着广泛的运用,只要制造好模具,生产效率和生产成本就会大大提高。在此工艺中模具的制造成为制约冷冲压工艺发展的主要因素。我国模具生产行业普遍存在着制作的模具精密度低,使用寿命短等确定,不少大型模具依赖进口。冷冲压工艺和模具制造技术的发展只有依靠对模具制造工艺的改进,计算机技术的使用,自动化和智能化设备的研制和投入等。

冷冲压工艺;模具制造技术;发展

模具工业是整个工业中不可缺少的环节,因为精密化的工业设备无不需要精密的模具产品。模具的设计和制造关系到整个工业水平的提高。

1 冷冲压工艺概要

1.1 冷冲压工艺简介

冷冲压,或板料冲压,是利用压力机对模具施压,使板料在常温下发生一定尺寸、一定外形的物理形变,从而对板料进行塑性加工的一种工艺。模具是冷冲压技术的关键,其大小尺寸将决定工件的尺寸。

1.2 冷冲压工艺的应用

冷冲压工业的应用非常广泛,不仅在家电生产和汽车制造上,还包括航空航天、导弹武器等高科技项目生产制造商有着重要的作用。如纵梁、覆盖件等大型工件难以用其他工艺制造,冷冲压技术就有了用武之地。随着工业机械化的发展,无论是发展中国家还是发达国家,对冷冲压技术的应用也越来越广。

1.3 冷冲压的工序

冷冲压的工序通常可以按照技术特点大致分成两个部分,也就是分离工序和变形工序。前者即指通过以超过金属板料承受强度的冲击力作用金属板料,使之断裂分离。后者则只以大于金属板料屈服强度而不超过极限的冲击力,使金属板料仅发生形变而不发生断裂。这两项工艺完成板料的分隔和塑形。

1.4 常用的冲压设备和剪裁设备

常用冲压设备有曲柄压力机、摩擦压力机和液压机三种。曲柄压力机包括曲轴式曲柄压力机和偏心式曲柄压力机两种,传动系统、工作机构和床身是构成其结构的三大组分。作为一种重要而有效的冲压设备,对冲裁、挤压和弯曲等多种冲压工艺都能胜任。摩擦压力机则有单盘式摩擦压力机、双盘式摩擦压力机和三盘式摩擦压力机三种,其中双盘式摩擦压力机的应用最为广发。作为一种螺旋压力机,比曲柄压力机多一个附属装置。液压机由三部分组成,即本体装置、动力装置和操纵装置三部分。液压机的规格则较多,能够进行成型、挤压和拉延等工艺,其操作方便,工作节奏也可以任意调整,生产效率也比较高。

剪裁就是按一定线路分离材料的某个部分,是冲压工艺的预备工艺,十分重要。主要包括龙门剪、辊剪和振动剪。

2 冷冲压工艺的特点

冷冲压工艺对金属板料和非金属板料都具有良好的适应性,对材料的要求不高,它便于自动化和机械化生产,对于提高生产效率和材料的综合使用率方面很有帮助。这是由于冲压技术对材料的利用率非常高。通过对模具的运用可实现零件的大批量制造和生产。

但同时,作为关键的模具的制造也因为工艺复杂而成为冲压成功与否的决定因素。模具的制造成本很高,其生产时间也比较长。另一方面,冷冲压技术所需要的机械压力机由于滑块飞快的运转速度,为达到安全生产管理,必须有较多的工作人员。因此冷冲压工艺通常只适合大批量零件的生产制造。

3 冲压模具工艺的现状及存在的问题

3.1 冲压模具工艺的现状

目前,我国在制造冲压模具的技术方面已经有了较大的进步,富康、夏利等汽车的覆盖件作为大型冲压模具的代表,已经实现了设计、实验方面的计算机辅助,并实现了一体化和自动化。由于先进的应用软件、制造技术的加入,模具加工设备也得到了发展,我国冲压模和塑料成型等工艺在设计开发和制造能力方面也有了较大提高。各大大专院校和研究机构有关模具技术的研究也有了很大的进展,具体有吉林大学模具技术国家实验室的汽车覆盖件和相关软件,华中理工大学国家工程研究中心的冷冲模和精冲模软件,上海交通大学的汽车覆盖件冲压成型分析软件等等。国内各模具企业对技术的开发也投入了大量的资金,步伐在加快,规模在扩大。

3.2 冲压模具工艺存在的问题

尽管模冲压具工艺有着许多好处,但由于我国模具企业普遍专业化程度比较低,其主要工作依赖模具的制造。由于许多复杂程度高,精密、高效和使用寿命长的模具无法由我国企业自主生产,因此对国外企业的依赖程度较高。企业管理在体制的束缚下,也往往不能发挥应有的潜力,工艺技术的落后,自动化程度不高,生产效率的低下,造成生产周期过长,难以形成足够的竞争力。

4 冲压工艺与模具制造技术的发展

冲压模具工艺必然向高精密度、强性能、更长的使用寿命等方向发展,工艺不断发展,生产效率不断提高,价格不断降低是其发展目标。

4.1 模具大型化和精密化

我国企业应当尽可能地摆脱模具制造依靠进口,致力于精密、高效和大型的模具的生产,使模具制造行业向大型化和精密化发展。

4.2 模具标准件的应用

要想减少工件制造时间,提高使用寿命,降低生产成本,最为有效的方法就是尽可能地运用模具标准件。要想应用模具标准件提高生产的效率,首先就要求国家标准能够严格统一,并能依照此标准生产。标准件的规格和品种也要按照需要增加,令企业因此形成规模化生产。

4.3 模具材料的质量

在模具的成本中,材料价格往往占到1/3以上。虽然这是一笔较大的成本,但如果能够使用更加耐磨,使用寿命更长的材料,从长久看来,恰恰能够降低成本,并能够提高模具产品的质量。因此应当重视提高模具材料的质量,并能够引入更为先进的模具处理技术。

4.4 高速铣削在模具制造中的应用

高速铣削的优点在于工作中温度变化小,因此对板料变形的影响也较小。大多工业发达国家往往采用高速铣削,其主轴转速可达到5万~12万r/min,而我国目前采用的则往往只有数千转。鉴于高速铣削的各种优点,提高其在我国模具制造行业中的应用是今后的趋势。

4.5 研磨抛光的自动化和智能化

模具表面的抛光研磨同样也是模具质量的关键因素,对模具的使用寿命也极有影响。但目前我国模具制造过程中,模具表面的抛光和研磨仍然依靠手工加工,质量控制很不稳定,而且也具有较高的劳动强度。这无疑是提升模具制造工艺的障碍。手工研磨应当被数控研磨机所替代,以实现抛光研磨的自动化和智能化,以此提高品控程度,进而制造出高质量的模具。

[1]李焕芳.冷冲压模具发展现状[J].中国高新技术企业,2010(15).

[2]黄悦驯,郑平平《.冷冲压工艺与模具设计》课教学改革初探[J].职业教育研究,2012,06:137~139.

[3]李毅.刍议冷冲压工艺与模具制造技术的发展[J].科技信息,2013,21:449.

TG386

A

1004-7344(2016)24-0228-01

2016-8-7

王杰(1982-),男,本科。

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