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冲孔和落料的常用方式-钣金结构设计03

(2014-10-11 20:55:59)
标签:

钣金结构设计

钣金模具设计

分类: 模具设计与制造
数控冲冲孔和落料:
数控冲冲孔和落料,就是利用在数控冲床上的单片机预先输入对钣金零件的加工程序(尺寸,加工路径,加工工具等等信息),使数控冲床采用各种刀具,通过丰富的NC指令可以实现各种各样的冲孔、切边、成形等形式的加工。数控冲一般不能实现形状太复杂的冲孔和落料。

特点:
速度快,省模具。加工灵活,方便。基本上能够满足样品下料生产中的需要。

注意的问题及要求:
薄材(t<0.6)不好加工,材料易变形;加工范围受刀具,夹爪等限制;适中的硬度和韧性有较好的冲裁加工性能;硬度太高会使冲裁力变大,对冲头和精度都有不好的影响;硬度太低,使冲裁时变形严重,精度受到很大的限制;高的塑性对成形加工有利,但不适合于蚕食、连续冲裁,对冲孔和切边也不太合适;适当的韧性对冲裁是有益的,它可以抑制冲孔时的变形程度;韧性太高则使冲裁后反弹严重,反而影响了精度。

数控冲一般适合冲裁T=3.5~4mm 以下的低碳钢、电解板、覆铝锌板、铝板、铜板、T=3mm以下的不锈钢板,推荐的数控冲床加工的板料厚度为:铝合金板和铜板为0.8~4.0,低碳钢板为0.8~3.5mm,不锈钢板0.8~2.5mm。对铜板加工变形较大,数控冲加工PC 和PVC 板,加工边毛刺大,精度低。冲压时用的刀具直径和宽度必须大于料厚,比如Φ1.5 的刀具不能冲1.6mm 的材料.0.6mm 以下的材料一般不用NCT 加工。

不锈钢材料一般不用NCT 加工。(当然,0.6~1.5mm 的材料可以用NCT 加工,但对刀具磨损大,现场加工出现的废品率的几率比其它GI 等材料要高的多。)其它形状的冲孔落料希望尽可能简单、统一。数控冲的尺寸要规格化,如圆孔,六边形孔、工艺槽最小宽度为1.2mm。具体参考《钣金模具手册》。

冷冲模冲孔和落料:
对产量较大,尺寸不太大的零件进行冲孔落料,为提高生产效率,而专门开的钣金冲压模具。一般由凸模和凹模组成。凹模一般有:压入式,镶拼式等。凸模一般有:圆形,可更换;组合式;快装卸型等。最常见的冲模有:冲裁模(主要有:开式落料模,闭式落料模,冲孔落料复合模,开式冲孔落料连续模,闭式冲孔落料连续模),弯曲模,压延模。

特点:
因为用冷冲模冲孔及落料基本可一次冲压完成,效率高,一致性好,成本低。所以对于年加工量在5000 件以上,零件尺寸不是太大的结构件,加工厂一般开冷冲模加工,在结构设计时就要考虑按开冷冲模加工的工艺特点设计。比如零件不应出现尖角(除使用上必须外),需设计成圆角,可改善模具的质量和寿命,也使工件美观,安全,耐用;为满足功能要求,零件的结构形状可以设计得更复杂等。

密孔冲冲孔:
密孔冲可以视为数控冲的一种,对于有大量密孔的零件,为提高冲孔效率,精度等,专门开可一次冲大量密孔的冲孔模对工件进行加工。如:通风网板,进出风挡板等。见图1-1 所示。图中阴影部分为密孔模,零件的密孔靠密孔模可快速冲出。比一个一个的冲孔,大大的提高效率。
密孔冲示图 
密孔设计注意的问题及要求:
产品上密孔的设计应考虑密孔冲模具的加工特点是重复多次冲裁,这样在设计密孔的排布的时候应采用这样的原则:
1)设计密孔排布时首先考虑借用《钣金模具手册》上规划的密孔模,以减少模具成本;

2)同一类型的密孔排布时应统一,行间距规定一个不变的数值,列间距也规定一个不变的数值,这样同一类型的密孔模具可以通用,减少开模数量,降低了模具的成本;

3)同一类型的孔的尺寸应一致,如六方孔可以统一为内切圆Φ5 的六方孔,此六方孔为公司六方孔的常用尺寸,占六方密孔的90%以上。

4)采用错位排布两行孔数不等时,必须满足两个要求,1,孔距较大,两孔的边缘距离大于2t(t 为材料厚度);2,总排数应该为偶数排,如图1-2 所示;
密孔错位排布图 
5)如果密孔的孔距很小,每排孔的数量必须为为偶数。如图 1-3 所示,两个密孔之间的距离D 小于2t 时(t 为材料厚度),因为模具的强度问题,则密孔模要间隔设置,图中阴影部分为密孔模。可以看出,每排孔的数量必须为为偶数。如果图1-2 中的孔距也是这样很小时,因为每排的孔数不等(7 空、8 孔两种),则无法用密孔模一次性冲出。
密孔模 
设计密孔的排布时尽量按照上述要求设计,并且连续和有一定的规律性,便于开密孔模具,降低冲压成本,否则只能采用数冲或开很多套模具来完成加工。
如图1-6 所示,
图a,交错孔,行数不是偶数;
图b,中间缺孔;
图c,密孔距离太近,每行孔数和每列孔数都是奇数;
图d、e,密孔距离太近,密孔的每行孔数不相等,这些不能仅靠密孔模冲孔一次完成加工,还须用其它补加工方法才能完成。图f,如果用密孔模加工,也需要用其它补加工方法才能完成,即使开落料模,也需要多副冲孔模完成,工艺性很差。
密孔排布 
激光切割:
激光切割是由电子放电作为供给能源,利用反射镜组聚焦产生激光光束作热源的一种无接触切割技术,利用这种高密度光能来实现对钣金件的打孔及落料。

特点:

切割形状多样化,切割速度比线切割快,热影响区小,材料不会变形,切口细,精度及质量高,噪声小,无刀具磨损,无需考虑切割材料的硬度,可加工大型,形状复杂及其它方法难以加工的零件。但其成本较高,同时会损坏工件的支撑台,而且切割面易沉积氧化膜,难处理。一般只适合单件和小批量加工。

注意的问题及要求:
一般只用于钢板。铝板及铜板一般不能用,因为材料传热太快,造成切口周围融化,不能保证加工精度及质量。激光切割端面有一层氧化皮,酸洗不掉,有特殊要求的切割端面要打磨;激光切割密孔变形较大,一般不用激光切割密孔。

线切割:
线切割是把工件和电极丝(钼丝,铜丝)各作为一极,并保持一定距离,在有足够高的电压时形成火花隙,对工件进行电蚀切割的加工方法,切除的材料由工作液带走。

特点:
加工精度高,但加工速度较低,成本较高,且会改变材料表面性质。一般用于模具加工,不用作加工生产用零件。有些单板型材面板的方孔没有圆角,无法铣削,又因为铝合金不能用激光切割,如果没有冲压空间不能冲压,只能采取线切割加工,速度很慢,效率非常低,无法适应批量生产,设计应该避免这种情况。

常用的三种落料和冲孔方法的特点对比
表1-4 常见三种冲孔和落料加工特点比较 
常见三种冲孔和落料加工特点比较  
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常见三种冲孔和落料加工特点比较

注:以上数据为冷轧钢板的数据。本文来自学UG就上UG网http://www.9sug.com/thread-6984-1-1.html

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