沖壓模具零件數控加工分析

時間:2022-07-24 03:43:24

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沖壓模具零件數控加工分析

摘要:沖壓模具零件數控加工技術是現階段應用最為廣泛的一種技術,文章中主要以該技術為前提,對其進行了分析與討論,希望能夠為廣大從業者提供有效的參考。

關鍵詞:沖壓模具;零件;數控加工工藝;沖壓

成型加工在機械加工領域中,沖壓成型加工是其中最為常見的一種方法,不僅可以加工金屬與非金屬材料,也能夠對一些機械零件、電子產品與交通運輸工具等進行加工,例如壓力容器封頭、內外覆蓋件、儀表等精密零件等?,F如今科學技術不斷發展進步,而沖壓成形工藝作為各個行業發展的基礎,也面臨了巨大的挑戰,為了適應市場發展,只有更加快速、精確與高效的進行沖壓模具的生產,才能實現企業的可持續發展。

一、沖壓成型工藝概述

(一)沖壓成型概念與特性

所謂沖壓成型,即憑借不同類型的壓力機以及相對應的沖壓模具,向板料、條料、管料等施加來自外部的壓力,直至其發生塑性變形或者分離,以此獲取需要的工件形狀與性能的一種加工成型手段。經過沖壓成型的元件質量比較輕、厚度薄,并且結構剛性、強度與質量穩定性等都較高,無需進行二次機械切削便可投入使用。通常沖壓成型的模具特性主要體現為以下幾個方面:①材料使用率可達90%~95%左右;②在薄壁一類與形狀復雜零件的加工中優勢更加顯著;③經過沖壓成型的元件,其形狀和尺寸等都體現了非常好的互換性能;④設備操作較為簡便,具有較高的自動化程度,且廢品率低。

(二)沖壓模具零件構成

1.支承零件。在沖壓模具中,支承零件主要包含上、下模座;凸、凹模固定板;模柄和限位支承板等諸多元件,支撐零件的存在主要是為了對沖壓模具各個部件的連接性能提供保障。這些零件的材質一般是低碳鋼,或者是球墨鑄鐵,在硬度上較為適中,且形狀也十分簡單,一般是運用高速銑削這一形式進行制造。2.工作零件。在沖壓模的過程中,凸凹模是其中最為重要的環節,主要涵蓋了硬度較高的合金鋼,工作零件主要被安裝于壓力機中,利用上下重復運用完成沖壓成型件加工。因為工作零件自身具有較高的硬度,并且形狀也比較復雜,所以更多情況下是運用電火花、線切割等加工手段進行制造。3.導向零件。沖壓模具中的導向零件包含了導套、導柱與導筒等相關設備,導向零件對于零件的精度要求比較高,加之生產批量較大,所以更加適合應用于模具使用期限較長的工作范圍內。導向零件一般是運用優質低碳鋼實現制造,并通過高精度數控車床進行加工。4.定位零件。定位零件中包含了導正銷、導料板、擋料銷、定位銷等相關設備,一般是對沖壓模具元件和毛坯件的沖壓位置進行且確定,以免支承部件受沖壓力作用影響,導致出現位移的現象;與此同時,定位零件也可以在毛坯料確定沖壓模具刃口位置準確性方面加以運用,以此保證加工產品的合格性。

二、沖壓模具零件數控加工工藝

(一)分析沖壓模具零件圖紙

對沖壓模具零件的圖紙進行分析,并確定尺寸精準度、工藝要求,是制定數控加工工藝使用方案的首要前提,其中主要包含了零件加工部位尺寸的標注以及零件輪廓幾何要素的分析等環節。1.零件加工部位尺寸的標注。對沖壓模具零件圖紙進行尺寸標注,需要和數控加工特點進行結合,務必要符合數控程序編制、加工所提出的具體要求,保證標準統一。一般零件尺寸標注需要為數控加工程序編制和零件設計標準、加工工藝標準、檢驗測量標準進行統一,若沖壓模具零件圖紙中缺少尺寸設計標準的標注,那么加工人員則可以在保證不對沖壓模具零件精度造成影響的基礎上,合理確定加工標準。2.零件輪廓幾何要素的分析。進行沖壓模具零件輪廓的數控加工工藝探討時,需要重新定義所有零件的幾何元素,以此滿足數控編程的相關需求。如零件構成要素、輪廓導出要素等。

(二)確定沖壓模具零件加工順序

1.提升加工精度。當確定了沖壓模具零件實際加工位置和內容之后,便要開始對零件的各個部位的直接尺寸精度、間接尺寸精度聯系進行分析,以免已經完成加工的部位尺寸對沒有經過加工部位尺寸精度造成影響;如果切削變形與切削力對尺寸精度存在很大的影響時,便要重點考慮加工順序。2.提升生產率。通過數控加工對沖壓模具零件進行加工的過程中,需要安排數控加工的具體順序以及工步,運用合適的加工器具,并對數控加工刀具的實際運行軌跡進行觀察,從而有效減少加工時換刀的次數,實現勞動生產率的提升。

(三)明確零件切削加工合理用量

1.輪廓粗加工。針對沖壓模具零件粗加工而言,需要對工件內、外輪廓表面的削加工量去除,同時這也是粗加工最為首要的工作。所以,確定切削加工用量時,需要在刀具和數控機床性能要求下,選擇最大的背吃刀量與最快的進給速度[3];此外,也要對加工刀具換刀距離和退刀實際位置進行考慮,將加工刀具加工時的空行程縮短。2.輪廓精加工。針對沖壓模具零件精加工而言,需要對加工零件的尺寸、位置精準度以及表面質量進行明確。這時對于刀具性能與切削用量的要求都比較高,需要在確保刀具耐磨性的基礎上,運用中等切削速度的刀具,以此降低工件振動;運用比較小的背吃刀量,對零件表面質量進行控制;運用合理的進給量,以免出現纏屑和一些不必要劃痕。(四)沖壓模具零件自動編程針對形狀比較繁瑣的沖壓模具零件而言,加工人員需要通過自動編程的方法完成加工。在正式進入自動編程之前,加工人員需要建立一個沖壓模具零件加工輪廓模型,進而將加工零件的幾何要素和特征進行表示,并以此為前提對加工工件坐標、刀具幾何與刀具切削的參數等進行確定,進而選擇合適的加工手段。

三、結束語

綜上所述,沖壓模具零件數控加工工藝在零件加工方面具有極為重要的意義,能夠制定合理的數控加工工藝方案,提升沖壓模具加工效率,進而推動工業行業的飛速發展。

作者:王放達 單位:中國航發南方工模具公司

參考文獻:

[1]錢愛萍.基于UG6.0的水壺蓋塑料模具數控加工研究[J].新技術新工藝,2015,02:6-9.

[2]徐榮其.機械零件精加工中現代沖壓模具的應用研究[J].科技與企業,2014,

[3]譚焓.基于UG模具零件的數控車削加工[J].山東工業技術,2016,09:44.