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冲压模--在冷冲压加工中,将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备,称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。冲压--是在室温下,利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种压力加工方法。
模具意义
冲压模具(Stamping Tooling)是冲压生产必不可少的工艺装备,是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等,与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低,是衡量一个产品制造水平高低的重要标志之一,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
2分类
冲压模具的形式很多,一般可按以下几个主要特征分类:
根据工艺性质分类
(1)冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。
(2)弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直线(弯曲线)产生弯曲变形,从而获得一定角度和形状的工件的模具。
(3)拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件,或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。
(4)成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形,而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。
根据工序组合程度分类
(1)单工序模 在压力机的一次行程中,只完成一道冲压工序的模具。
(2)复合模 只有一个工位,在压力机的一次行程中,在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。
(3)级进模(也称连续模) 在毛坯的送进方向上,具有两个或更多的工位,在压力机的一次行程中,在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。
(4)传递模 综合了单工序模和级进模的特点,利用机械手传递系统,实现产品的模内快速传递,可以大大提品的生产效率,减低产品的生产成本,节俭材料成本,并且质量稳定。
根据材料的变形特点分类
模具典型结构:
图1.1.2 是一副带导柱导套的单工序冲裁模。由上、下模两部分构成,上模由模柄5、上模座3、导套2、凸模10、垫板8、固定板7、卸料板14和螺钉、销钉等零件组成;下模由下模座17、导柱1、凹模11、导料板15、承料板18和螺钉、销钉等零件组成。上模通过模柄5被安装在压力机滑块上,随滑块作上下往复运动,因此称为活动部分。下模通过下模座被固定在压力机工作台上,所以又称为固定部分。
3模具组成
通常模具是由二类零件组成:
一类是工艺零件,这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触,包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等;
一类是结构零件,这类零件不直接参与完成工艺过程,也不和坯料有直接接触,只对模具完成工艺过程起作用,或对模具功能起完善作用,包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等,如表1.1.3所示。应该指出,不是所有的冲模都必须具备上述六种零件,尤其是单工序模,但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。
4市场状况
根据考古发现,早在2000多年前,我国已有冲压模被用于制造铜器,证明了中国古代冲压成型和冲压模方面的成就在。1953年,长春汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间,该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。在走过了漫长的发展道路之后,目前我国已形成了300多亿元(未包括港、澳、台的统计数字,下同。)各类冲压模的生产能力。 我国冲压模无论在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展,但与国民经济需求和世界先进水平相比,差距仍很大,一些大型、精密、复杂、长寿命的模具每年仍大量,特别是中轿车的覆盖件模具,目前仍主要依靠。一些低档次的简单冲模,已趋供过于求,市场竞争激烈。
据中国模具工业协会发布的统计材料,2004年我国冲压模总产出约为220亿元,其中出口0.75亿美元,约合6.2亿元。
根据我国海关统计资料,2004年我国共冲压模5.61亿美元,约合46.6亿元。从上述数字可以得出2004年我国冲压模市场总规模约为266.6亿元。其中国内市场总需求为260.4亿元,总供应约为213.8亿元,市场满足率为82%。在上述供求总体情况中,有几个具体情况必须说明:一是模具大部分是技术含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具,因此技术含量高的中模具市场满足率低于冲压模总体满足率,这些模具的发展已滞后于冲压件生产,而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模市场总体满足率;二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多,具有一定的竞争力,因此其在国际市场的前景看好,2005年冲压模出口达到1.46亿美元,比2004年增长94.7%就可说明这一点;三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速,这些企业中大量的自产自用的冲压模无确切的统计资料,因此未能计入上述数字之中。
5水平状况
近年来,我国冲压模水平已有很大提高。大型冲压模已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到1~2μm,寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra≦1.5μm的精冲模,大尺寸(Φ≧300mm)精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。
模具CAD/CAM技术状况
我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来,国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂,由华中理工大学作为技术依托单位,开发的汽车车身与覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间,一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统,并在模具设计制造中实际应用,取得了效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。