了解高速沖床用硬質(zhì)合金級進模的研制

添加時間：2019-02-28瀏覽次數(shù)：7/次

• 沖制硅鋼片（矽鋼片），過去都是在普通沖床上用一般模具；隨著硅鋼片的需求越來越大、精度越來越高，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式已適應(yīng)不了要求；一些企業(yè)便引進高速沖床和硬質(zhì)合金模具生產(chǎn)硅鋼片。模具屬于消耗品，進口模具不但價格昂貴，而且交付周期長。從1997年開始，經(jīng)過幾年的努力，從仿制，到消化、吸收、提高，我所已經(jīng)開發(fā)了高速沖床用的硬質(zhì)合金模具系列：標準EI片模具從EI*24到EI*105，非標準的電表模具、電機定轉(zhuǎn)子模具等。模具性能與進口模具相當，最高沖速達到400次/分鐘，壽命一億次，沖片精度（特別是平整度）優(yōu)于進口模具，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。
  
    硬質(zhì)合金材料尺寸小，價格昂貴，硬度高，難加工，模具用于高速沖床、必須達到高速，因此模具設(shè)計制造不同于普通沖床上一般材料模具，必須予以重視。
  
    沖片排樣設(shè)計沖片排樣是模具設(shè)計的重要內(nèi)容，排樣不僅決定了能不能沖出沖片，同時也決定了材料利用率和可高速生產(chǎn)性。
  
    非標EI沖片是要沖制的非標準EI片，一片E片對應(yīng)一片I片，比較常見的排樣如所示，材料利用率僅為74%.對于大規(guī)模生產(chǎn)，材料利用率的微小提高，所帶來的經(jīng)濟效益就很顯著，因此要盡可能提高材料利用率。那么有沒有材料利用率比這高的排樣呢，仔細分析EI片圖紙，加減有關(guān)尺寸，進行移動組合排列，將兩片E片錯開，如所示排樣，材料利用率達到85 %.兩者相比，材料利用率提高了*1：20*2-排樣方案一11%而模具在尺寸大小、凸凹模的形狀和數(shù)量、加工難度等方面基本一樣，也就是說模具的研制成本沒有增加，而對沖片生產(chǎn)廠家來說，經(jīng)濟效益得到了顯者提高。
  
    在排樣設(shè)計中，還要考慮便于將沖片引出。設(shè)想一下，每分鐘四百次的沖速，一模四片（EI片各兩片）如果不能順利引出，沖出的全是散片，靠人工分撿，則根本無法做到一人值守一臺高速沖床（操作沖床、上料、沖片裝箱一人全包）因此必須使沖片能通過引料架順利引出。
  
    示，同時將送料機送料推進和壓緊裝置調(diào)整到合適程度，就可解決用擋塊定位問題。比較好的方案應(yīng)如所示，按這樣的排樣和工位設(shè)計的模具，沖出的沖片平整；因此這樣的設(shè)計是科學合理的，可靠性也高。
  
    導(dǎo)向和定位設(shè)計4凸凹模設(shè)計導(dǎo)向和定位主要有三種形式：導(dǎo)正釘，方導(dǎo)頭，蹺蹺板擋塊。三種方式適用于不同情況，應(yīng)根據(jù)不同的要求選用。但導(dǎo)正釘和方導(dǎo)頭定位對送料機的送料步距要求較高，且沖速上不去，因此應(yīng)盡可能選用蹺蹺板擋塊定位。這里主要談蹺蹺板擋塊定位設(shè)計。
  
    排樣圖，要沖制的非標準片子為兩片U片對應(yīng)一片口片，送料步長方向用蹺蹺板擋塊定位裝置（導(dǎo)正釘備用）。這樣設(shè)計，擋塊在條料上所擋的位置并不是所設(shè)想的位置：在凸模往下沖的同時，蹺蹺板的擋塊段往上抬起，此時自動送料機是停止送料的；在沖片落下、凸模往上抬起時，蹺蹺板的擋塊段往下壓向條料，同時送料機開始往前送料，擋塊壓到條料后，條料繼續(xù)往前，當條料的第一個落料孔通過時，擋快穿過落料孔，壓到凹模面上，當落料孔的左側(cè)頂住擋塊后，送料機停止送料；在凸模達到上限后往下沖時，蹺蹺板的擋塊段開始抬起，開始下一個循環(huán)。因此，擋塊不可能總是在第二工位落在右側(cè)落料孔內(nèi)來定送料步長；如果用備用的導(dǎo)正釘定位，沖速沒有擋塊定位的高，生產(chǎn)效率較低。其實只需硬質(zhì)合金材料硬度高，難加工，價格昂貴。對于大一些的凸模大多采用焊接結(jié)構(gòu)，即在凸模刀口部分鑲嵌硬質(zhì)合金，焊后進行電火花、線切割或磨床加工；對于小凸模，則整個全是硬質(zhì)合金材料；對于凹模，大多采用鑲拼結(jié)構(gòu)；凹模采用鑲拼結(jié)構(gòu)，可以拼出直角（有時凹模內(nèi)腔的線切割絲半徑大的圓角也不允許），而且一旦某個凹模腔損壞，只需重新?lián)Q上鑲塊即可。
  
    在凸凹模材料的選擇上，從理論上講，似乎應(yīng)是凸模比凹模的韌性好，這樣凸模不易折斷。但對于有尖角的凸模，選這樣的材料易磨損，為保證沖片的尺寸精度只能將凸模刀口磨損部分磨掉。為解決凸磨磨損問題、提高模具壽命，改變以往的凸凹模選材思路，同時通過將凸模設(shè)計成階梯型、加護套，或設(shè)計成浮動狀態(tài)，從而提高了凸?？拐蹟嘈阅?。實踐證明，這樣的設(shè)計是可行的，提高了模具的壽命。
  
    提高沖片精度的主要措施方法影響沖片尺寸精度和平整度的方面很多，沖片稍作改動，將位置調(diào)整到第四工位如圖。5所bshi*身性質(zhì)度有影響，模具設(shè)計對精度也有重要影響，好的模具設(shè)計可以減弱沖片材料自身性能的影響，而如果沖片材料性能好，又可以彌補模具設(shè)計的不足。這里主要介紹怎樣通過改進模具設(shè)計，來提高沖片精度。
  
    在盡可能的情況下，多用彈壓式卸料板，少用固定式卸料板，這樣可以顯著提高沖片平整度：對于固定式卸料板，為了條料能順暢的從模具通過，條料與凹模面和卸料板間是有間隙的，在凸模往下沖片時，條料處于浮動狀態(tài)，也就是說條料沒有整個壓貼在凹模面上就被往下沖；對于彈壓式卸料板，其工作原理則不是這樣，在凸模往下沖片時，彈壓式卸料板將條料緊緊壓貼在凹模板平面上，這樣當然比條料不受壓時便于沖片，同時也是對條料的再校平（雖然條料進模具之前已經(jīng)校平過）特別對消除條料在經(jīng)過上一工位的沖孔后引起的變形很有效果。
  
    為改善沖片的平整度，還可以采取其他一些措施：確定合理的凹模斜度，使得凹模既能包容沖片，又不至于將沖片擠壓變形；在磨凸模刀口時，改變一般凸模刀口平面與凹模平面平行為與之成微小夾角，或磨成圓弧面等。
  
    為提高沖片的尺寸精度，還必須注意以下幾個方面：設(shè)計合理的導(dǎo)向定位裝置，提高導(dǎo)向定位精度，從而提高沖片精度；設(shè)計合理的凹模結(jié)構(gòu)，一般情況下，凹模內(nèi)腔積片可達20余片（隨凹模刀口深度和沖片厚度不同而數(shù)量不等）張力相當大，設(shè)計時必須確保凹模不張開變形；根據(jù)沖片材料性質(zhì)和厚度，確定凸凹模的間隙；根據(jù)機床設(shè)備狀況合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu)，如機床設(shè)備達不到要求的加工精度時，可以設(shè)計成可調(diào)配，在調(diào)整到位后，采取合理可靠的定位和固定方式；為方便模具維護，保證拆裝前后的一致性，如模具經(jīng)常拆裝磨刀口，盡量用圓錐銷而少用圓柱銷。
  
    模具加工問題硬質(zhì)合金模具的加工有一些特別的要求，模具的設(shè)計只能根據(jù)現(xiàn)有的加工設(shè)備，因此在加工中有一些特殊的解決方法。如硬質(zhì)合金的焊接，為提高焊縫的致密性和焊接的可靠性，采取以下措施：提高焊縫表面粗糙度，可能的情況下進行磨床加工；表面焊前預(yù)熱，焊后保溫進行時效處理；如凸凹模的加工，由于受設(shè)備的限制，除了部分矩形凸模、圓形凸?；蚱唇影寄Ｍ?，AGIE1000慢走絲線切割機床加工后的狀態(tài)就是最后的狀態(tài)，切割一遍后的表面粗糙度達不到要求，一般需要切割四遍：第一次切割后凸模仍然與母材連接在一起，留下的連接部分大約兩到三毫米（待切割四遍后再切割）從第二遍切割開始，線切割絲位于已切割的縫隙中：正常情況下，線切割絲緊貼凸模邊緣進行單面切割；如果縫隙有了變化，特別是變小了，甚至小于線切割絲直徑，則切割情況就不同了，不再是單面切割，必然影響到凸模的加工精度。要提高凸模的加工精度，就要保證切割后的縫隙不變化或少變化。顯然，預(yù)打穿絲孔封閉切割（余料封閉）比敞開式切割要好。在實踐中，考慮到材料利用和少打穿絲孔，采用敞開式切割的很多，在加工中，容易發(fā)生凸模在高度方向上超差報廢問題；采用預(yù)打穿絲孔封閉切割，則基本不會發(fā)生凸模在高度方向的尺寸超差問題。
  
    從事高速沖床用硬質(zhì)合金模具的研制，實際問題比較多，以上僅是幾點體會，希望能與同行相互交流、共同提高模具研制水平。
  

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