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汽車沖壓模具設計的流程和註意事項有哪些內容?

沖壓工藝是通過模具對毛坯施加外力使之產生塑性變形或分離,從而獲得壹定尺寸、形狀和性能的工件的方法。沖壓工藝與模具設計是進行沖壓的重要技術準備流程,沖壓工藝與模具設計應結合設備、人員等實際情況,從零件的質量、效率、強度、環境的保護以及安全性各個方面綜合考慮,選擇和設計出技術先進、經濟上合理、使用安全可靠的工藝方案和模具結構,下面簡單介紹下汽車沖壓模具設計的流程和註意事項:

壹、汽車沖壓工藝設計

(1)零件及其沖壓工藝性分析

根據沖壓件設計圖紙,分析沖壓件的形狀特點、尺寸大小、精度要求、原材料尺寸規格和力學性能,並結合可供選用的沖壓設備規格以及模具制造條件、沖壓批量等因素,分析零件的沖壓工藝性。良好的沖壓工藝性應保證材料消耗少、工序數目少、占用設備數量少、模具結構簡單而壽命高、產品質量穩定、操作簡單。

(2)確定工藝方案

主要工藝參數計算在沖壓工藝性分析的基礎上,找出工藝與模具設計的特點與難點,根據實際情況提出各種可能的沖壓工藝方案,內容包括工序性質、工序數目、工序順序及組合方式等。

(3)確定工藝參數

工藝參數指制定工藝方案所依據的數據,如各種成形系數(拉深系數、脹形系數等)、零件展開尺寸以及沖裁力、成形力、零件排樣的材料利用率、沖裁壓力中心、工件面積、彎曲或拉深成形力、復雜零件坯料展開尺寸等。

(4)選擇沖壓設備

根據要完成的沖壓工序性質和各種沖壓設備的力能特點,考慮沖壓所需的變形力、變形功及模具閉合高度和輪廓尺寸的大小等主要因素,結合現有設備情況來合理選定設備類型和噸位。常用沖壓設備有曲柄壓力機、液壓機等。

二、沖壓模具設計

模具設計包括模具結構形式的選擇與設計、模具結構參數計算、模具圖繪制等內容。

(1)模具結構形式的選擇與設計

根據擬定的工藝方案,考慮沖壓件的形狀特點、零件尺寸大小、精度要求、批量、模具條件、操作方便與安全的要求等選定與設計沖模結構形式。

(2)模具結構參數計算

確定模具結構形式後,需計算或校核模具結構上的有關參數,如模具部分(凸、凹模等)的幾何尺寸、模具零件的強度與剛度、模具運動部件的運動參數、模具與設備之間的安裝尺寸,選用和核算彈性元件等。

(3)繪制模具圖

模具圖是沖壓工藝與模具設計結果的最終體現,壹套完整的模具圖應該包括模具和使用模具的完備信息。模具圖由總裝圖和非標準件的零件圖組成。

三、沖壓材料的基本要求

沖壓所用的材料不僅要滿足設計的技術要求,還應當滿足沖壓工藝的要求和沖壓後續工藝要求。

(1)對沖壓成形性能的要求

為了有利於沖壓變形和制件質量的提高,材料應具有良好的塑性、屈強比小、板厚方向性系數大、板平面方向性系數小、材料的屈服強度與彈性模量的比值小。對於分離工序並不需要材料有很好的塑性,塑性越好的材料越不易分離。

(2)對材料厚度公差的要求

材料的厚度公差應符合國家規定標準。因為壹定的模具間隙適用於壹定厚度的材料材料厚度公差太大,不僅直接影響制件的質量,還可能導致模具和沖床的損壞。

四、精密沖壓油的選用

沖壓油在沖壓工藝中起到了關鍵性的作用,良好的冷卻性能和極壓抗磨性能對於模具的使用壽命和工件精度的提升有了質的飛躍。根據工件材質的不同,沖壓油在選用時性能的側重點也不壹樣。

(1)矽鋼板沖壓油的選用

矽鋼板是比較容易沖切的材料,壹般為了工件成品的易清洗性,在防止沖切毛刺產生的前提下會選用低粘度的沖壓油。

(2)碳鋼板沖壓油的選用

碳鋼板在選用沖壓油時首先應該註意的是拉伸油的粘度。根據難易和給拉伸油方法及脫脂條件來決定較佳粘度。

(3)鍍鋅鋼板沖壓油的選用

因為和氯系添加劑會發生化學反應,所以鍍鋅鋼板在選用沖壓油時應註意氯型沖壓油可能發生白銹的問題,而使用硫型沖壓油可以避免生銹問題,但沖壓後應盡早脫脂。

(4)不銹鋼板沖壓油的選用

不銹鋼是容易產生硬化的材料,要求使用油膜強度高、抗燒結性好的拉伸油。壹般使用含有硫氯復合型添加劑的沖壓油,在保證極壓加工性能的同時,避免工件出現毛刺、破裂等問題。