薄板冲压模具装置及冲压成型方法

薄板冲压模具装置及冲压成型方法

刘婷

贵州振华华联电子有限公司   贵州省凯里市   556000

摘要：以现代冲压模具生产的实际需求为依据，运用了典型的高精度钢板冲压工艺，从模具设计与加工的角度对高精度钢板冲压模具的设计、加工与生产进行了剖析，并对生产过程中常见的问题进行了探讨，并给出了相关的解决方法。经实际应用，不但改善了模具的性能，而且在同一时刻，还极大地提升了被加工部件的精度，减少了维护周期，增加了冲床的压机利用率。

关键词：薄板冲压模具装置；冲压成型方法；

引言

而在产品开发过程中，将虚拟技术运用到产品开发等方面，则为产品开发打下了坚实的基础。而冲压模具的失效和质量问题则会严重地影响到整个行业的整体发展。为此，本文首先对冲压模具故障种类进行了简单分析，并对冲压模具质量问题进行了讨论，并对其进行了具体的分析，并对其进行了具体的阐述，以期为我国在该方面的综合发展打下一定的理论基础。

1.改进前的问题点

压盘钢架是一种金属板件的级进型冲模，其常用的冲孔方法是：冲孔间距=金属板件厚度×5%。本文所介绍的模具冲裁间隙为0.005 mm，对模具加工和组装的精度有较高的要求，并且需要在生产频率为300件/min的冲床上进行生产，这就会产生如下问题：（1）在改进之前，使用的是精确级自润滑型卸料导柱、导套，能够确保导柱外径，导套内径公差范围在2μm之内。因排出导柱与导筒在移动时为表面接触，形成较大的摩擦力，当其在高速冲裁时，因其所受的摩擦力将导致导柱受热膨胀变形，导致因导柱粘着或烧结引起的模具失效。(2)因为工件的冲孔很小，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。尺寸的准确性都很高。为确保加工后的模具满足高精度的需求，在模具的加工中需要采用大量的放电、精铣等精密加工方式，造成模具的加工周期较长，成本较高。(3)模具正常生产一段时间后，凸模和凹模的刃口就会产生磨损，需要定期的磨刃口，必须进行周期性的磨刀，通常是在磨头的时候，因为导向针比冲头要长，所以必须将导向针取下来。从组装结构上来讲，本文所述的模具是一种倒装模具，在拆除导正钉时，要将脱料板和上模分开，当进行重新组装时，就会出现二次组装的错误，从而对冲裁精度造成一定的影响。(4)小孔冲压使用的是强化冲头，冲头在冲压时，难免会出现强化件与冲压件之间的同轴误差，导致冲压件与冲压件之间的同轴误差，导致了冲压件的偏移，而同轴误差一般都在0.006 mm以内，如果配合其它有关部位的误差，则会导致冲压件的间隙不均匀，从而导致很大的毛刺。(5)在制模时，板条在通过进给螺杆时，会对板条造成轻微的撞击，造成板条的震颤。该工件厚度仅为0.1 mm，且需在高速冲床上实现300个/分钟的快速成形，因此，其进给时产生的振动对其进行了较大的影响。(6)在制作模具的时候，当冲头与固定面板长期在高频下工作的时候，因为材质较差，所以固定面板发生了扭曲，造成了在制作了一段时间之后，冲头就会松弛，造成了冲切间隙的不均衡。

2.模具结构的改进

针对模具生产过程中发现的问题点，对模具的结构和加工工艺作了以下相应的改进：

(1)采用带有钢球的导向套，可将滑动摩擦转化为滚动摩擦，可降低因摩擦生热而引起的导向柱粘连、烧坏模具等问题，对提高生产效率具有重要意义。在模板上，排料导向柱和导向套的安装孔的公差采用超配合，并在模具组装好后，用厌氧胶进行粘接和固定。

(2)根据加工精度级别的要求，对凹模、卸料板、固定板进行定位，将螺钉固定好后，再进行一次定位，对导向、定位、冲裁等关键部位进行线切割放电加工，以确保加工出的形状一致，同时也确保加工出的位置精度。

(3)导向钉和磨损部件均为快速换，易拆的结构，在进行模具检修时，无需拆下模具即可进行替换，避免了二次组装对模具精度的影响。

(4)小孔冲裁使用直杆冲头，可避免因台阶冲头所造成的强化件与冲裁件的同轴度差异，同时也可减少因冲裁间隙不均匀而引起的毛刺，使整个加工变得容易。

(5)将进料器替换为进料器，使进料器与进料器间的移动成为连续、平稳的，减小进料时的冲击力，满足高速加工的需要。

(6)把卡盘的材质从45钢换成 CrWMn，通过热处理使卡盘的硬度达到52-57 HRC，卡盘的耐冲击性、耐磨性都得到很大的改善，这样就延长了整个模头的使用寿命。

3.产品质量缺陷评估

3.1尺寸超差评估

首先，对设计和制作的模具进行评价。若材料的厚度是造成不合格的主要因素，则必须对材料的材质、厚度和硬度进行再次检验；其次，对由于冲裁而引起的尺寸偏差进行评价。在实际生产中，由于工件的位置导向不当，变形和磨损等原因，会导致工件的几何误差。比如，在模具刀刃磨损过大的情况下，造成的毛刺也比较大；若没有正确的方向引导，将造成输送距离过长、空隙过大；如果变形的现象在制件中形成，会产生严重的材料扭曲不平等现象。

3.2表面质量评估

对于冲压制件而言，其表面质量评价的关键在于如何判定毛刺过大等现象。若毛刺太大，可能是由于刀刃的磨耗太大，也可能是由于凸、凹、槽之间的缝隙太大或太小所致。若在实际制作时，发现没有比较锐利的刀片，就应该立刻进行再次打磨。如果出现在沟道和沟道之间的空隙过大，可采用换料或调节空隙等方法加以解决。此外，若切边料不足或冲切搭边料不足，则会使模具缝隙内的物料渐渐出现粗糙，这时就需要对这些物料进行修整，例如切边余量、扩大冲切等。

4.磨维护与保养

对刃磨进行定期的维修和维修，能够在冲压生产中提高冲模的寿命，并降低模具的使用成本。在实际生产过程中，冲压模具的刀刃会产生某种程度的天然磨损，随着时间的推移，刀刃会从锐化到钝化，这时零件在冲裁加工过程中会出现大量的毛刺，导致其尺寸和形位精度降低。因此，在日常的加工中，加强刀片的维修和养护十分重要。经过维修和保养，可以让刀刃恢复到原来的状态，从而达到更好的效果。相反，在生产中，如果没有对刃磨进行及时的保养，那么在长时间的使用中，刃口会越来越厚，越来越大，因为毛刺的材质比较坚硬，所以在生产中，就会产生很大的摩擦，这时候，为了提高刃口的锋利度，就需要加大刃磨量，这样不但会提高生产成本，还会降低模具的寿命。在实际的加工中，要注意工件的毛边，如果有太大的毛边，就应该马上停下来，然后开始针对性的维护。

大部分时候，由于工件表面粗糙度的不同，工件表面粗糙程度的不同，造成了一定程度的偏差。所以，在目前阶段，在实际生产的过程中，要对刃口磨损程度进行科学的判断，工作人员应该从冲件形位精度、毛刺分布均匀程度、厚度、高度和冲面质量等多个方面进行分析，以保证刃磨时机的最佳。在在决定模具刃磨量的时候，还需要对各种原因进行全面地考量，具体内容有：侧面磨损程度、刃口端面磨损程度、模具材料厚度等。在进行反复刃磨的时候，会造成凹模大小的变化，因此，在刃磨之前，刃磨量的计算和测量一定要从锥形角度开始，并且要严格禁止出现多次重复刃磨现象。

5.结束语

金属板料冷冲压是一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。

参考文献

[1]邓晶.涂层薄板冲压成形过程的解析分析与数值仿真[D].湘潭大学，2018        

[2]姜晓华.薄壁零件冲压模具加工工艺过程可靠性分析[D].东北大学，2018.        

[3]刘书岩.基于数值模拟的L形件弯曲回弹预测研究[D].兰州理工大学，2018.        

[4]安康.车身高强度钢板冲压回弹仿真与控制研究[D].武汉理工大学，2010.        

[5]侯英岢.汽车钢板冲压成形表面损伤规律与控制方法研究[D].上海交通大学，2009.