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摘 要:在当前社会中,链板冲压模具是一种十分重要的工具,在各个领域当中,都得到了十分广泛的应用。但是在实际应用中,仍然存在着一定的问题和不足,基于此,本文首先分析了链板冲压模具的主要类别和优缺点,然后对链板冲压模具的优化设计进行了分析,通过对结构的合理选择,提升模具的使用寿命,最后对其零件内在质量的优化进行了分析。
关键词:链板冲压模具;优化;设计
前言:在很多领域当中,链条都是一种应用非常广泛的基础机械部件,在大中心距、重载、高速等条件之下,链条要比齿轮、齿轮带的传动方式具有更为良好的传动性能。在链条行业中,具有劳动密集型的特点,因此,为了提高生产效率、降低材料损耗,应当通过对链板冲压模具的优化设计,尽力将零件的质量进行提升。
一、链板冲压模具的分类及特点
(一)多颗级进模具
多颗级进模具是一种十分有效的链板冲压模具,能够在高速冲床上进行安装和应用,在实际运行中能够达到每分钟250次的冲制频率。同时,该模具的生产效率、材料利用率等,都能够得到良好的提升,除了能够对零件的设计要求加以确保,还能够保证质量更加良好的外缘光亮带和孔径光亮带,具有其它集中模具无法超越的优势[1]。不过,在实际应用当中,除了这些优势以外,多颗级进模具也具有一定的问题,例如,对于原材料具有很高的镰刀弯要求,如果镰刀弯较大,将会在链板孔上造成破片、偏心等方面的问题,或是难以连续冲裁卡料。
(二)多颗复合模具
多颗复合模具是在单颗复合模具的基础上发展出来的,通过对每次冲压落片数量的增加,对于生产效率和材料利用率的提升十分有利。同时,针对每颗落片的位置,对排料进行了相应的设计,因而能够有效的提升材料利用率和生产效率。与单颗复合模具相比,多颗复合模具具有更高的精度要求,同时具有较大的节距散差,容易在孔径光亮带的位置,出现一些缺陷或偏斜的问题。
(三)单颗复合模具
在单颗复合模具当中,具有加工精度要求低、模具生产周期短、加工方便、结构简单等优点,在链板小批量生产中应用广泛,在中小型企业只能够在新产品试制、小批量生产当中,都得到了广泛的应用。同时,但在客服和模具冲制链板中,具有较小的相对误差,零件设计中的节距精度也能够符合要求。不过,在实际生产中,由于该方法的生产效率十分有限,材料利用率也不够理想,因而在大批量生产中不适合。
二、链板冲压模具的优化设计
(一)模具的设计改进
将压料板设计在多颗级进模具、多颗复合模具之上,能够有效的提升链板的外观质量、提升材料的利用效率等[2]。这是由于模具在落片之前,也就是到达下死点之前,已经有预压力施加在了压料板材料之上,因此,应当在模具当中设计压料板,并且对搭边数值选取较小的数值,从而避免在落片的过程中,模具原材料随着凸模的移动而发生流动的情况。此外,通过对模具的设计改进,能够有效的提升链板的平整度。
(二)提高材料利用率
在生产链条的过程中,原材料的成本在整体生产成本当中,占据着很大的比例,尤其是在生产大批量产品的过程中,通过对冲制材料利用率的有效提升,能够使链板冲压模具的生产成本得到更为良好的控制和降低。为了达到这一目的,可以多对多颗级进模具、多颗复合模具等进行应用,从而使材料利用率得到最好的提升。对排样图加以利用,对落料位置、链板冲孔、搭边量等进行设计,从而对冲制材料利用率加以提升,防止在单颗复合模具落料过程中,有人为定位等因素造成的材料浪费问题。在行距定位的过程中,也能够防止随意定位造成的浪费情况[3]。在排样图的设计中,搭边量通常在材料厚度的1.5倍左右,同时基于对落料型腔的设计,在符合产品设计要求的基础上,使材料的利用率得到了极大的提升。
三、链板冲压模具的结构选择
(一)内导柱导套
通常情况下,在多颗级进模具、多颗复合模具当中,采用的模架都是带导柱导套,能够避免模具受到冲床精度的影响。不过,装模精度、加工精度等,都会造成影响。因此,在上下模之间,可能会由偏移的情况发生,从而磨损导向孔和凸模,造成链板孔径光亮带偏斜、节距散差失控等问题。因此,为了有效的解决这些问题,在模具设计当中,可以对内导柱导套进行加装。例如,对4个能够相互滑动配合的导柱导套进行加装,保持0.005毫米的活动间隙,在导向板的导向孔和凸模之间,存在0.01毫米的最小间隙,因此,导向板导向孔和凸模之间,就能够不产生相互磨损,从而使凹凸模等易损件的使用寿命得以延长,从而也使模具安装精度免受人为因素的影响。
(二)镶嵌式模具结构
在链板冲压模具当中,导向板导向孔、冲钉、凹模等部分都容易发生磨损,因此,在模具结构的优化设计当中,可以采用镶嵌式模具结构对导向板导向孔、凹模等进行设计[4]。对具有较高硬度的合金进行镶嵌,能够使耐磨性能有效提升,将冲钉护套镶嵌在导向板,能够降低导向孔的磨损情况,在冲制零件当中,对节距精度进行稳定,使导向板的使用寿命进一步延长。冲钉护套只需要对冲钉摩擦力进行承受,冲击力强度较低,因而可以采用具有较高硬度的硬质合金。在凹模芯的设计中,可以对相应的硬质合金进行镶嵌,从而降低刃口磨损的情况,使刃磨次数得以降低,实现生产效率的提高。在凹模中,需要承受的冲击力较大,因此,在进行硬质合金选择的过程中,除了其耐磨性能以外,还需要对耐冲击性能加以考虑。
四、链板冲压模具零件内在质量的提升
(一)挤孔
在挤孔操作的过程中,可以在冲孔操作之后进行,同时,也能够在通过对导向钉结构的优化,在导向钉导正的过程中,直接对挤孔进行同步的操作。在一般的施工过程中,通常会设定0.01毫米到0.03毫米的挤孔余量。
(二)二次成孔
在精密冲裁当中,通常都是一次冲裁成型链板孔,在凸凹模之间,具有材料厚度1%到2%的双面间隙。而在二次冲孔当中,可分两次对通过一个链板孔进行冲裁成型[5]。在第一次冲孔当中,根据材料厚度的2%到4%来设定凸凹面双面间隙,在这种情况下,凸凹模的使用寿命会由于普通冲裁间隙的选择而得到一定的延长。在第二次冲孔过程中,凸模直径要超过第一次冲孔凸模工作直径0.15毫米到0.20毫米,这一数值即为第二次修光冲裁的余量。在这一过程中,冲裁间隙可以根据材料厚度的1%到2%为准。在冲制废料中,形变空间足够,因此得到的光亮带较为理想。在第二次修光冲裁过程中,如果余量过大或过小,都会对链板冲压模具的优化设计产生不良影响。因此在二次修光冲裁的过程中,通常选择0.15毫米到0.20毫米左右的余量,能夠得到较为理想的效果。
结论:在当前社会中,链条是很多领域当中都必不可少的重要传输设备部件,链条的传导性能要远远由于过去的齿轮皮带和齿轮传导模式,因此在实际应用中发挥出了十分良好的作用。而在链条生产当中,由于各种因素的影响,往往存在生产效率低下、材料浪费严重等问题。因此,通过对链板冲压模具的优化设计,在实际生产中能够有效的解决这些问题,从而得到更好的应用效果。
参考文献:
[1]蔡玉俊,陈树来,王玉广. 高强钢板热冲压模具冷却水道优化设计[J]. 农业机械学报,2013,01:253-257+252.
[2]姜峰,滕家庄,陈晨,朱国东,王鑫,董薇. 轴盖件冲压工艺优化及其模具设计[J]. 吉林化工学院学报,2013,09:56-59.
[3]刘文涛. 《冷冲压模具典型工作零件设计与制造》一体化教学探索[J]. 模具制造,2014,06:94-96.
[4]谢晖,吴任,王诗恩,褚卫东,王东福. 高强钢冲压模具凸模疲劳寿命分析及优化设计[J]. 塑性工程学报,2015,06:64-70.
[5]余瑾,杨天云,杨兵,张敏,雍文佳. 滤网框结构优化与模具设计[J]. 模具工业,2011,08:35-36.
关键词:链板冲压模具;优化;设计
前言:在很多领域当中,链条都是一种应用非常广泛的基础机械部件,在大中心距、重载、高速等条件之下,链条要比齿轮、齿轮带的传动方式具有更为良好的传动性能。在链条行业中,具有劳动密集型的特点,因此,为了提高生产效率、降低材料损耗,应当通过对链板冲压模具的优化设计,尽力将零件的质量进行提升。
一、链板冲压模具的分类及特点
(一)多颗级进模具
多颗级进模具是一种十分有效的链板冲压模具,能够在高速冲床上进行安装和应用,在实际运行中能够达到每分钟250次的冲制频率。同时,该模具的生产效率、材料利用率等,都能够得到良好的提升,除了能够对零件的设计要求加以确保,还能够保证质量更加良好的外缘光亮带和孔径光亮带,具有其它集中模具无法超越的优势[1]。不过,在实际应用当中,除了这些优势以外,多颗级进模具也具有一定的问题,例如,对于原材料具有很高的镰刀弯要求,如果镰刀弯较大,将会在链板孔上造成破片、偏心等方面的问题,或是难以连续冲裁卡料。
(二)多颗复合模具
多颗复合模具是在单颗复合模具的基础上发展出来的,通过对每次冲压落片数量的增加,对于生产效率和材料利用率的提升十分有利。同时,针对每颗落片的位置,对排料进行了相应的设计,因而能够有效的提升材料利用率和生产效率。与单颗复合模具相比,多颗复合模具具有更高的精度要求,同时具有较大的节距散差,容易在孔径光亮带的位置,出现一些缺陷或偏斜的问题。
(三)单颗复合模具
在单颗复合模具当中,具有加工精度要求低、模具生产周期短、加工方便、结构简单等优点,在链板小批量生产中应用广泛,在中小型企业只能够在新产品试制、小批量生产当中,都得到了广泛的应用。同时,但在客服和模具冲制链板中,具有较小的相对误差,零件设计中的节距精度也能够符合要求。不过,在实际生产中,由于该方法的生产效率十分有限,材料利用率也不够理想,因而在大批量生产中不适合。
二、链板冲压模具的优化设计
(一)模具的设计改进
将压料板设计在多颗级进模具、多颗复合模具之上,能够有效的提升链板的外观质量、提升材料的利用效率等[2]。这是由于模具在落片之前,也就是到达下死点之前,已经有预压力施加在了压料板材料之上,因此,应当在模具当中设计压料板,并且对搭边数值选取较小的数值,从而避免在落片的过程中,模具原材料随着凸模的移动而发生流动的情况。此外,通过对模具的设计改进,能够有效的提升链板的平整度。
(二)提高材料利用率
在生产链条的过程中,原材料的成本在整体生产成本当中,占据着很大的比例,尤其是在生产大批量产品的过程中,通过对冲制材料利用率的有效提升,能够使链板冲压模具的生产成本得到更为良好的控制和降低。为了达到这一目的,可以多对多颗级进模具、多颗复合模具等进行应用,从而使材料利用率得到最好的提升。对排样图加以利用,对落料位置、链板冲孔、搭边量等进行设计,从而对冲制材料利用率加以提升,防止在单颗复合模具落料过程中,有人为定位等因素造成的材料浪费问题。在行距定位的过程中,也能够防止随意定位造成的浪费情况[3]。在排样图的设计中,搭边量通常在材料厚度的1.5倍左右,同时基于对落料型腔的设计,在符合产品设计要求的基础上,使材料的利用率得到了极大的提升。
三、链板冲压模具的结构选择
(一)内导柱导套
通常情况下,在多颗级进模具、多颗复合模具当中,采用的模架都是带导柱导套,能够避免模具受到冲床精度的影响。不过,装模精度、加工精度等,都会造成影响。因此,在上下模之间,可能会由偏移的情况发生,从而磨损导向孔和凸模,造成链板孔径光亮带偏斜、节距散差失控等问题。因此,为了有效的解决这些问题,在模具设计当中,可以对内导柱导套进行加装。例如,对4个能够相互滑动配合的导柱导套进行加装,保持0.005毫米的活动间隙,在导向板的导向孔和凸模之间,存在0.01毫米的最小间隙,因此,导向板导向孔和凸模之间,就能够不产生相互磨损,从而使凹凸模等易损件的使用寿命得以延长,从而也使模具安装精度免受人为因素的影响。
(二)镶嵌式模具结构
在链板冲压模具当中,导向板导向孔、冲钉、凹模等部分都容易发生磨损,因此,在模具结构的优化设计当中,可以采用镶嵌式模具结构对导向板导向孔、凹模等进行设计[4]。对具有较高硬度的合金进行镶嵌,能够使耐磨性能有效提升,将冲钉护套镶嵌在导向板,能够降低导向孔的磨损情况,在冲制零件当中,对节距精度进行稳定,使导向板的使用寿命进一步延长。冲钉护套只需要对冲钉摩擦力进行承受,冲击力强度较低,因而可以采用具有较高硬度的硬质合金。在凹模芯的设计中,可以对相应的硬质合金进行镶嵌,从而降低刃口磨损的情况,使刃磨次数得以降低,实现生产效率的提高。在凹模中,需要承受的冲击力较大,因此,在进行硬质合金选择的过程中,除了其耐磨性能以外,还需要对耐冲击性能加以考虑。
四、链板冲压模具零件内在质量的提升
(一)挤孔
在挤孔操作的过程中,可以在冲孔操作之后进行,同时,也能够在通过对导向钉结构的优化,在导向钉导正的过程中,直接对挤孔进行同步的操作。在一般的施工过程中,通常会设定0.01毫米到0.03毫米的挤孔余量。
(二)二次成孔
在精密冲裁当中,通常都是一次冲裁成型链板孔,在凸凹模之间,具有材料厚度1%到2%的双面间隙。而在二次冲孔当中,可分两次对通过一个链板孔进行冲裁成型[5]。在第一次冲孔当中,根据材料厚度的2%到4%来设定凸凹面双面间隙,在这种情况下,凸凹模的使用寿命会由于普通冲裁间隙的选择而得到一定的延长。在第二次冲孔过程中,凸模直径要超过第一次冲孔凸模工作直径0.15毫米到0.20毫米,这一数值即为第二次修光冲裁的余量。在这一过程中,冲裁间隙可以根据材料厚度的1%到2%为准。在冲制废料中,形变空间足够,因此得到的光亮带较为理想。在第二次修光冲裁过程中,如果余量过大或过小,都会对链板冲压模具的优化设计产生不良影响。因此在二次修光冲裁的过程中,通常选择0.15毫米到0.20毫米左右的余量,能夠得到较为理想的效果。
结论:在当前社会中,链条是很多领域当中都必不可少的重要传输设备部件,链条的传导性能要远远由于过去的齿轮皮带和齿轮传导模式,因此在实际应用中发挥出了十分良好的作用。而在链条生产当中,由于各种因素的影响,往往存在生产效率低下、材料浪费严重等问题。因此,通过对链板冲压模具的优化设计,在实际生产中能够有效的解决这些问题,从而得到更好的应用效果。
参考文献:
[1]蔡玉俊,陈树来,王玉广. 高强钢板热冲压模具冷却水道优化设计[J]. 农业机械学报,2013,01:253-257+252.
[2]姜峰,滕家庄,陈晨,朱国东,王鑫,董薇. 轴盖件冲压工艺优化及其模具设计[J]. 吉林化工学院学报,2013,09:56-59.
[3]刘文涛. 《冷冲压模具典型工作零件设计与制造》一体化教学探索[J]. 模具制造,2014,06:94-96.
[4]谢晖,吴任,王诗恩,褚卫东,王东福. 高强钢冲压模具凸模疲劳寿命分析及优化设计[J]. 塑性工程学报,2015,06:64-70.
[5]余瑾,杨天云,杨兵,张敏,雍文佳. 滤网框结构优化与模具设计[J]. 模具工业,2011,08:35-36.