改进模具 篇1
锻造工艺是金属材料成型重要的工艺方法之一。金属材料通过锻打后, 可使组织内部微裂纹焊合、粗大晶粒细化, 消除组织内部疏松现象, 从而使组织更加致密、组织纤维分布更加合理, 材料的综合性能大大提高。同时, 由于锻件毛坯的形状基本接近零件的外形, 从而大大减少了零件的加工余量, 节约了工时和材料。因此, 在制造业中, 性能要求高、外形较复杂的零件毛坯, 一般采用锻造工艺生产。
在锻造生产中, 模具是使金属材料达到所需形状尺寸的一种成型工具。模具材料的选用、结构型式和参数的确定, 直接关系到锻件外形的尺寸精度、表面质量和模具的使用寿命。
1 生产现状及存在的问题
南京钢铁集团冶金铸造有限公司 (以下简称“南钢铸造公司”) 于2002年12月投产了8 MN液压快锻生产线, 生产Φ100～420 mm的锻造圆钢及异型锻件。锻造工艺流程大致为:钢锭修磨→钢坯加热→锻打成型→缓冷→精整修磨→热处理→成品检验入库。在锻圆生产工艺中所使用的成型模具是由2块带有半圆弧凹槽的砧块组成, 其结构如图1所示。
1.复位弹簧;2.导向柱销;3.上圆弧砧;4.下圆弧砧;5.下砧底座
在锻打时, 当上圆弧砧3被压机压下时向下运动, 在圆弧内腔里的坯料受到挤压而产生径向收缩和纵向延伸变形, 外表面形状为类似圆形, 当上砧块向上复位后, 坯料也随之旋转一个角度和轴向移动一小段距离, 然后重复上述过程。这样, 坯料通过锻打成型, 直到外形尺寸和形状达到要求为止。从上述成型模具的作用机理看, 结构型式还是比较合理适用的, 因此, 在锻造行业被普遍采用。
南钢铸造公司的锻造生产线自2003年投产以来, 锻件产量年年增长, 尤其是锻造圆钢产量增长较快, 到2007年底, 锻圆产量达27 000 t/a, 是投产时年产量的3倍。随着产量的增加, 模具的使用频率也迅速增加, 在生产过程中, 常用规格的成型模具逐渐暴露出了一些缺陷, 对产品的质量和模具的使用寿命产生较大影响, 主要表现在以下几个方面:
(1) 上圆弧砧易断裂, 寿命较短。
(2) 导向柱销及弹簧损坏率高、更换频繁, 且断裂的弹簧碎片易嵌入锻造圆钢表面, 造成严重缺陷。
(3) 锻造圆钢表面易产生折叠, 表面成型不光滑, 压痕明显。
由于上述问题, 使锻圆产品合格率、成材率受到影响, 模具消耗过快、生产成本高。
2 原因分析
根据锻造圆钢成型模具的作用机理, 对造成模具损坏、影响产品质量的原因作如下分析。
(1) 根据观察, 该模具在使用一段时间后, 上圆弧砧块会发生上挠变形5～8 mm, 如图2虚线所示。这是因为在锻打时, 模具工作面和高温坯料接触, 圆弧面被加热, 作业率较高时, 表面不能及时散热, 使其局部温度不断升高, 待模具停止作业后, 被加热的圆弧面逐渐冷却收缩, 使得砧块产生上挠变形。这样变形的圆弧砧再次使用时, 压机的锤头压在上砧块的表面, 作用力只集中在中间部位, 其受力如图2所示。此时, 上砧块相当于一个受中间载荷P的简支梁, 这样的受力状态是很不合理的, 在坯料变形抗力较大时, 很容易造成上砧块的断裂, 这是上砧块断裂的主要原因。
(2) 在图2中, 圆弧砧成型工作面轮廓线实际上是由一段圆弧S和两段与其相切的线段L1, L2组成, 两直线段L1和L2的夹角θ的大小决定了模具的咬入宽度B。θ值较小时, 使得B较小, 在初锻时容易造成模具夹料, 锻圆表面产生折叠;θ值过大时, 圆弧段S就很短, 造成锻圆表面圆柱度误差太大、表面不平整、尺寸偏差大。南钢铸造公司原使用的模具θ=75°, θ角偏小, 与经验取值范围85°≤θ≤120°不符, 这应是锻圆表面产生折叠的重要原因之一。
(3) 从该模具结构 (见图1) 上来看, 上圆弧砧的导向和平衡支撑是由左右各一根的导向柱销及弹簧来起作用的, 在正常状态下, 柱销限制了上砧块的5个自由度, 它只能做上、下垂直运动。但是, 模具使用一段时间后, 上、下砧块的柱销定位孔壁受到挤压摩擦, 导致孔径扩大、定位精度逐步丧失, 靠两柱销定位的上砧块会偏离正常位置, 造成上、下圆弧的中心错位, 导向柱销处于倾斜状态。当上圆弧砧受垂直力向下运动时, 一方面, 由于柱销倾斜而产生水平分力, 导致柱销弯曲变形, 弹簧由于受到侧向力产生径向错位而断裂, 在该模具结构设计中, 弹簧位置很接近锻件坯料, 断裂的弹簧碎片很容易嵌入坯料表面, 柱销和弹簧损坏频繁;另一方面, 上圆弧砧在偏斜错位的状态压下坯料, 必然导致锻造圆钢成型表面圆柱度和尺寸的严重超差, 同时造成锻造圆钢表面压痕明显。
3 改进措施
自2008年初, 公司对原来在线使用的常用规格锻圆 (Φ300～330 mm, Φ330～360 mm, Φ360～420 mm) 成型模具进行了改进。
(1) 在上圆弧砧上平面加工出对称的凸台, 如图3所示 (以Φ300～330 mm规格为例) 。这样, 当上砧块变形时, 上平面受力分布在砧块的两个平台上, 而不是作用于中间一点, 改进前后的受力分析如图4所示。
从图4可以计算出砧块所受的最大弯矩Mmax, 主要计算步骤如下:
(A) 改进前
式中 P为上砧块所受的压力;B为圆弧的开口度, 近似等于圆弧的最大直径, 即B=340 mm。
把B代入式 (1) 得
此处也是上圆弧砧的危险截面。
(B) 改进后
在上砧块圆弧面全部和坯料接触时, 相当于在圆弧区域内受到一均匀载荷q, q=P/B。由图4可以看出, 和改进前一样, 上圆弧砧块受力后的最大弯矩也在其危险截面, 即中间位置。
Mmax=P/2 (B/2-30) -q×B/2×B/4 (2)
将各参数代入式 (2) 得
Mmax=P/2 (340/2-30) -P/340×340/2×340/4=0.0275P (N·m)
从计算结果可以看出, 改进后上砧块危险截面所受弯矩减少到改进前的1/3, 受力状况大大改善。
(2) 根据同行其他厂家使用的经验和数据对比, 将上下圆弧砧的咬入角θ由原来的75°扩大为90°。
(3) 调整成型模具的导向支撑结构布置, 具体见图5。
在图5中, 把弹簧和导向柱销分离。柱销位置不变, 直径由Φ80 mm增大到Φ120 mm, 以增强其强度。弹簧移至圆弧砧外侧, 避免弹簧碎片嵌入坯料表面。另外, 将弹簧数量增加到四根 (每边布置两根) , 这样, 即使柱销定位孔磨损导致定位精度不好, 由于4根弹簧取到平面支撑的作用, 而不会使上砧块在复位状态下偏斜, 也避免弹簧和柱销因歪斜而被压坏的现象, 基本保证了上圆弧砧的定位精度。
4 改进效果
对成型模具进行改进后, 自2008年3月试用以来, 模具断裂、柱销弹簧损坏现象大大降低, 锻圆的表面质量显著提高。改进前后的效果对比见表1。
从表1可以看出, 改进后的模具使用效果良好, 也给企业带来了显著的经济效益, 按月产2 300 t、每年生产11个月计算。
(1) 模具消耗节约
根据公司采购成本, 该模具上砧块价值为10 000元/件, 柱销弹簧价值为150元/件, 则年节约消耗= (0.5-0.125) ×10 000×11+ (250-75) ×150×11=330 000元。
(2) 质量效益
由于锻圆表面质量和形状精度提高, 产生协议品和废品的概率相对减少, 据粗略统计, 使产品的合格率提高0.5%, 按吨材增加效益2 200元计算, 则
年效益=2 300×11×0.5%×2 200=278 300元
全年增加效益合计=330 000+278 300=608 300元
5 结束语
锻造圆钢成型模具改进后, 产品的表面质量、形状和尺寸精度得到很大改善, 模具的使用寿命大大提高, 生产成本大幅降低。
摘要：介绍了南京钢铁集团冶金铸造有限公司锻造成型模具存在的问题, 分析了其产生的原因, 并提出了相应的改进措施。
改进模具 篇2
1 冷冲压模具设计要求
1.1 满足冲件成形的要求
冲件成形的基本要求如下:结构形状、尺寸、精度、相关技术要求符合设计或工艺文件的规定,无明显的冲压成形工艺缺陷,如塌角、剪切面斜度过大,毛刺超过规定要求,冲件变形、回弹,表面拉伤、断裂,各成形部分相互间方向、位置关系超差,拉深件起皱、掉底等。冷冲压模具是为实现大批量生产服务的专用工具,生产出来的产品质量要稳定,并符合相关质量技术的要求。因此,在设计模具时,必须解决好与冲件质量和稳定性有关的问题,以免因小失大,给冲件质量的稳定性带来影响。
1.2 对模具结构方面的要求
要求模具在保证使用效果的前提下,总体结构力求简单、紧凑,加工制作方便,节约模具用料,保证模具的制作质量,缩短生产周期,降低生产成本,拆卸、维修、更换方便。同时,还要着重考虑模具的使用寿命。产品批量很大时,应选择耐用度好的材料,并在设计时预留一定的修模量来延长模具的使用寿命。
1.3 生产效率高,材料利用率高
如果条件允许,可以通过一模多件的方式提高生产效率。此外,模具的定位、卸料脱模、取件方式也是影响生产效率的因素。例如,直接用漏料出模的方式优于推料、打料脱模的方式;双侧面导料方式优于单侧面导料方式;侧刃定距方式优于挡料销定位方式。
在冲压成形工艺中,提高材料利用率大多会在排样上下工夫,如采用斜排、交叉排、多排、混合排及套裁排样等,有条件的还可以安排无废料排样,但较多的排样变化,可能会增大模具的体积和制作难度,设计时应综合考虑多方面的因素,不可单方面追求某一效果。
1.4 使用方便,安全性好
冷冲压模具是一种为实现生产服务的工具,使用时与操作工有直接的关系,操作方便应是重点考虑的内容。使用方便,操作工的劳动强度就降低,工作过程才会安全可靠。冲压操作本身是风险系数较大的工种,模具设计时充分考虑了安全因素,就会为冲压操作整体安全奠定良好的基础。
1.5 良好的工艺性
工艺性包括零件的加工工艺性和装配工艺性。模具零件设计首先要保证使用性能,尤其是与冲件质量有关的成形工作零件及相关功能零件。其次要便于装配调整,连接要牢固稳定。再次要有良好的加工工艺性,这样更有利于保证零件的形状、尺寸精度及表面粗糙度,设计意图和要求也更加容易实现。
1.6 便于维修与更换
冷冲压模具是在强力冲击和摩擦环境中工作的,受冲件结构形状和不同成形方式的影响,个别零件或部位容易出现变形、磨损甚至断裂失效的现象,此时组成模具的其他零件还处于可用状态,必要的维修、更换能使模具恢复正常工作状态。因此,设计冷冲压模具时,要针对易损部位或易损件采取适当的措施,可以备用一定数量的易损件,使今后的维修或更换更便捷。
2 冷冲压模具设计顺序
2.1 阅读和消化与设计有关的技术资料
冷冲压模具是为特定产品的特定加工内容服务的专门工具,这些特定的加工内容是冷冲压模具设计的主要依据,也是相关产品技术资料的主要内容。通过阅读和消化产品的技术资料(包括产品图、产品零件图及零件的加工工艺),可以了解模具所需完成的工作内容及基本要求。彻底弄清楚相关技术资料,可以防止犯经验主义的错误。
2.2 冲件工艺分析
根据冲件的结构形状特点、尺寸大小、技术要求、成形内容的关系、材料的种类与厚度及机械性能等,深入地进行冲件工艺技术分析,以便决定或选择每套模具的成形内容、模具类型、结构形式、导料定位方式及卸料脱模方式等。
为给具体的模具设计创造条件,在对冲件进行工艺分析时,要完成首次从坯料上冲切分离出冲件的排样,弯曲件和拉深件工序坯件的展开图设计和展开尺寸计算,压力中心计算,冲压力计算和冲压设备的选择,模架结构形式及规格的选择。对设计任务书的要求有不同意见时,应及时与相关部门人员沟通、协商,形成准确的结论性意见。
2.3 模具结构形式的选择
模具结构形式的选择决定了模具设计中的很多细节,具体包括以下几个方面:①根据排样,选择和决定送料方向;②根据冲件的结构特点、冲压成形内容、尺寸大小,选择凹模的形状,即用圆形或是矩形;③选择和决定导料及定位方式;④根据冲件和排样、导料和定位方式等,经分析、计算决定凹模的外形尺寸,计算中包括压力中心计算,分析后可以根据经验作出适当的调整,达到多方面兼顾的目的;⑤模架结构及规格的选择决定;⑥卸料、脱模方式的选择等。
2.4 模具总装配图的设计绘制
冷冲压模具设计时,一般先设计绘制总装配图,让组成模具的各种零件在总图上将它们的结构形状、尺寸大小、相互之间的位置、连接和配合关系都得到明确的表示,成为模具零件设计的主要依据,也不易出现差错。
冷冲压模具总装配图设计时需注意绘图比例,图面布置、视图数量、装配图中的零件应合理。
2.5 模具零件图的设计
组成模具的零件中所有非标准需要自制的,或虽为标准件却难以采购到的,或质量难以满足使用要求的,都需要设计零件图,以便同时安排生产。
模具零件图上需反映的内容包括足够的视图、完全的尺寸标注、必要的公差标注、表面粗糙度、技术要求、标题栏。设计模具零件图的比例尽可能按1:1进行绘制,各部分所表示的内容应按实际尺寸大小绘制,不能依靠尺寸标注纠正,以免引起误解;视图应尽可能按工作位置绘制,尽量避免方向错乱和颠倒,造成理解上的困难和错觉;相关零件图的尺寸标注基准应统一,标注方法应一致,减少因计算带来的错误;视图的数量不必求多,也不能太少,应以能清楚地反映所要表示的内容为目的。
3 改进冲件成形工艺的冷冲模优化设计实例
3.1 改进前的模具
图1是一套倒装式冲孔、落料工艺组合的复合模,它具有以下特点。
(1)冲件工艺技术分析。冲件为圆环形,中心有一个大圆孔。3处凸出较宽的部位有一个矩形孔,造成两侧搭边宽度较小,材料为20CrMo优质合金结构钢,厚度为2 mm。若采用级进成形的方式,应安排3步完成冲裁,即中间大孔和3个小孔分为2组。由于冲件外形尺寸较大,用3步冲切成形,模具的体积会很大,不但结构不紧凑,制作、使用也不方便,而且分开冲切成形,冲件成形的方向、位置精度不易保证或不稳定,尤其较狭窄的部位还可能引起变形、冲件不平整等。若采用复合冲切的方式可基本解决上述问题,但凸凹模的强度和使用寿命却成为最大的问题。
(2)模具结构分析。活动挡料销导料定位;弹压卸料加刚性打料装置;凸凹模固定端加粗带凸缘固定,加防转销锁定方向;直通刃口凹模与推板配合良好等。
(3)模具使用效果。完成制作的模具经试模验证,可以冲切成形符合要求的冲件。但正式使用时,生产产品约50个冲件,发现凸凹模矩形孔四角位置开裂。经几次更换凸凹模,结果都是相同的,获得冲件的数量相差不多。同时,发现底座中部已开始向下凸出变形。究其原因,可能是冲压力大,集中在中心部位,多次使用超过了其承受能力而变形。因此,若不对模具加以改进,就无法适应和满足批量生产的需要。
注:1——对角导柱模架9a号;2——凹模;3——内六角圆柱头螺钉M10×80;4——冲孔凸模Ⅰ;5——内六角圆柱头螺钉M10×25;6——冲孔凸模Ⅱ;7-上垫板;8——带凸缘冲头把Φ60×90;9——打杆;10——打板;11-推板;12——顶杆Φ8×35;13——辅助销Φ10×55;14-圆柱销Φ10×90;15——凸模固定板;16——衬板;17——弹压卸料板;18——卸料螺钉Φ10×50;19——圆柱销Φ10×60;20——下垫板;21——防转销;22——凸凹模;23——活动挡料销;24——弹顶器;25——内六角圆柱头螺钉M10×55;26-凸凹模固定板。
3.2 改进方案及改进后的模具
(1)改进方案。采用复合冲切成形,必须解决凸凹模三孔部位的强度问题。唯一的办法是加大冲件三孔长边两侧的搭边宽度,因此采用了加大冲件外圆尺寸和减少中间圆孔直径的方式,将矩形孔两侧的搭边宽度分别加大了3 mm。成形后再用一套类似冲圆垫圈的复合模,用内外同时切边的方式去掉增加宽度的部分材料。
(2)改进后的模具。图2为改进后的复合模,它有如下特点:①凸凹模由于冲件搭边加宽,强度得到加强,外形采用直通式结构直接装入凸凹模固定板固定,再用螺钉拉紧,也不再需要防转销锁定方向;②上模推件板采用组合形式,盖板用开槽沉头螺钉和推板连接固定,制作方便,可以提高配合质量;③冲孔凸模,沿圆周方向留凸缘固定,内外圆弧为直通,制作时可做成整圆再切割成单件,多余的可留作维修更换备份件,直接使用;④上模刚性打料装置附设了圆钢丝弹簧,可以防止打料时推板可能出现偏斜而影响正常推件;⑤改用非标准钢质模架,适当增加了底座的厚度,提高了承冲压强度,确保长期使用不变形;⑥制作时,将凸凹模型孔的刃口部分修磨出少量斜度,可以减少冲切废料对孔壁的挤压力;⑦使用完毕的模具,应及时清除留在凸凹模型孔内的废料,以免孔壁长期受力在角部形成应力而发生开裂。
注:1——导套ⅠΦ28×80;2——凹模;3——凸模固定板; 4——推板;5——盖板;6——内六角圆柱头螺钉M10×80;7——冲孔凸模Ⅰ;8——内六角圆柱头螺钉M10×25;9——冲孔凸模; 10——打板;11——打杆;12——带凸缘冲头把Φ60×90;13——顶杆Φ8×34;14——圆钢丝弹簧3×17×58;15——开槽沉头螺钉M4×12;16——辅助销Φ10×55;17——圆柱销Φ10×90;18——上垫板;19——衬板;20——导套ⅡΦ32×85;21——上托;22——底座;23——导柱ⅡΦ32×200;24——卸料螺钉Φ10×50;25——圆柱销Φ10×65;26——凸凹模固定板;27——内六角圆柱头螺钉M6×20;28——凸凹模;29——活动挡料销;30——弹压卸料板;31——下垫板;32——内六角圆柱头螺钉M10×60;33——弹顶器;34——导柱ⅠΦ28×200。
3.3 内外切边复合模
图3是用于切除工艺废料内外切边的复合模,它具有如下特点:①模具结构采用顺装式,便于利用推板安排给工序坯件定位,并且在模外设强力的可调弹压装置,强力的压料可以保证冲件的平整度;②定位推件板的三凸台与工序坯件的三孔配合实现中心定位,可以减少冲切的挤压引起孔的变形,但高度不能高于冲件材料厚度,以便保证压料效果;③由于冲切的外飞边废料不连续,因此不需安排卸料装置进行卸料,上模设刚性打料装置以清除冲切内飞边的废料;④由于冲切周边长度不大,冲压力较小,因此选用了标准的对角导柱模架,底座不存在强度问题。
注:1——凸凹模固定板;2——内六角圆柱头螺钉;3——凸凹模;4——内六角圆柱头螺钉;5——横模;6——打杆;7——带凸缘冲头把;8——推料板;9——圆柱销;10——上垫板;11——凹模;12——圆柱销;13——辅助销;14——顶杆;15——下垫板;16——凸模;17——定位推件板;18——凸模固定板;19——内六角圆柱头螺钉;20——衬板;21——对角导柱框架。
4 结语
在信息化带动工业化发展的今天,经济全球化要求我国冲压模具必须采取各种有效措施,尽快提高质量技术水平,逐渐缩小与世界先进技术的差距。“十二五”期间,在科学发展观的指导下,不断提高自主开发能力、重视创新、走新型工业化道路,将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型轨道上来,我国冲压模具的质量技术水平必将更上一层楼。
摘要：在信息化带动工业化发展的今天,经济全球化要求我国冲压模具必须采取各种有效措施,尽快提高质量技术水平,逐渐缩小与世界先进技术的差距。文章分析了冷冲压模的设计要求和设计顺序,用典型案例分析了模具设计优化对批量生产的影响。
模具设计改进分析 篇3
【关键词】模具设计；改进优化；制造技术水平；提高
模具在工业生产里的重要性不言而喻，它是工业装备的基础设施，在工业的塑料制品当中有一半以上的精细加工零件是由模具塑造成型的。因此，在中国的基础工业当中，例如机械、电子、汽车、轻工、化工冶金等各个领域，模具的应用范围占据着广阔的市场资源需求。但是，在模具制造设计方面，国内仍然处于计算机辅助工程设计应用刚刚起步的阶段，有很多的技术和经验还需要向国外模具行业学习和借鉴，经过若干年的发展，我国的模具在设计改进方面必然也会取得可喜成绩的。
1.我国模具生产设计出现的问题
我国国内的工业模具设计虽然发展经历了十余年的历史，但是在模具现代技术的应用上却落后发达国家很多。比如一些模具的精密加工设备在生产设备中的应用比重还非常低，计算机辅助设计技术没能够和模具设计紧密结合。在比较大型或者精密的模具生产中，中国只能够依赖于国外先进模具的进口。我国模具生产设计中出现的问题主要表现在以下方面：
1.1模具设计生产的精密化程度不高
很多国内的模具生产厂家由于工艺设备与技术手段的水平条件各有不同，所生产的模具质量也是参差不齐，有的模具厂甚至仍没有走出手工制作模具的传统时代，依旧保留着人工计算和图纸画设计，这种无电脑智能化的模具设计严重影响了模具设计的精确度和质量。另外，受到市场价格的限制，我国国内模具生产商多数采用2Cr13和3Cr13不锈钢制的材料后再做精密度加工处理，而国外的模具厂商则采用专业型的模具不锈钢材料，在耐磨性、抛光亮度和防腐蚀度等方面都比国产材料高出一个等级。
1.2计算机辅助设计技术还处在不成熟阶段
计算机辅助设计技术，简称CAD，是工程设计技术领域内的核心技术。在欧洲大陆和北美地区的多数发达国家中，计算机辅助设计技术已经完全渗透到模具生产设计中去，其中三维立体图像设计普及率占到了八成以上，而我国模具生产在这一技术应用方面还不满30%。特别是计算机辅助工程技术应用到冲模设计中，以此来模拟模具金属外部变形的全过程，并且分析模具表面单位面积上所承受的附加内力和受力的分布状态，预测出模具是否有破裂、起皱、回弹等缺陷问题。而目前我国能够采用计算机辅助设计和工程技术的企业数量上还很少，其中绝大部分都有技术水平上的缺陷。长此以往，我国国内的模具生产厂取得的经济效益必然会受到影响。
因此，面对这些缺陷问题，我国国内的模具设计改进应该朝着提升模具制造水平技术和优化模具设计体系这两个方面的方向来改进。
2.提升模具制造水平技术和优化模具设计体系
2.1模具加工技术必须朝着高精度方向发展
模具加工涉及到多种环节，其中模具成型面，包括型腔和型芯等的加工是最为关键的部分。高精度加工主要运用电子计算机编写程序技术的改造来完成，在加工方法上模具操作人员可以采用最为先进的等高线加工方法等多种方法来实现模具表面的精细加工。特别是在无法保证模具边形二维刃口镶块加工的过程中容易出现人为损伤的情况下，操作人员一定要将这道工序安排在专用的镶块加工生产线上来完成，使加工的准确精度达到标准，销钉的装配定位完全符合工序要求，同时保证制件模具在表面沿边上不会出现较多的毛刺。
达到模具的高精度加工标准，有利于实现模具表面减少钳工夹痕或是没有钳工夹痕的目标。一旦模具进行高精度加工之后，模具的表面基本上都不需要经过频繁多次的修复处理，唯一的一次修复也只是利用油石推磨将模具表面凸显的一些光滑圆角拉伸延展平整，这样可以确保试冲模制件的合格率达到八成以上。
2.2合理利用模具生產中的质量检测
由于模具生产不是自动化的批量生产，在保证模具质量方面仅仅依赖于模具制造车间里的检验人员既影响了模具的生产效率，又起不到把关质量检测准确度的效果。因此，质量问题的检测应该贯彻到模具生产每一道工序环节中，只有这样，在生产过程中才能有效保证其质量，而不是单纯只凭借检验人员的力量来完成检测。只有在完成每道模具生产工序当中重视了日常质量检测量的积累，模具的型面检测工作（像测量拉伸延展圆角、弯曲表面的抛光和顺滑程度等方面的工作）才能够为质量监控积累很多经验，那么对于检验工具的要求反而不是那么严苛，质量检测就顺理成章地处在一个自由宽松的环境下。
2.3模具设计分工细致，提高设计员的专业化水平
传统的模具设计流程一般是生产商接到产品的数学模型之后，首先制定工艺方案图的设计，经过相关的审核部门批准之后方可实施，如果在设计过程中出现了问题，操作人员还需要回过头来重新更改工艺设计方案，在全部完成之后才将图纸拿到建模人员那里进行工艺的建模活动。这种流程做法既繁琐又降低了工作效率，所以必须要按照工序设计、模面设计和结构设计的三个步骤来重新优化模具设计体系。这样一来，人员操作的专业化就得到了细分，每个人在一定时期内负责某项专门的工作，这有利于专门的设计人员来研究和开发计算机辅助设计在模具生产中的应用，提升整个模具企业在短期化内可以达到的技术水平。也就是说，一个模具设计员在一定的时期既能够将所设计模具的要点基本掌握，还能够应用计算机电脑的辅助设计功能带动模具行业效益的提升。
3.结束语
总而言之，我国模具设计的改进和提高还有很大的发展空间。只有那些善于提高科学技术含量和优化设计体系的模具企业，才能够在激烈的模具市场竞争中获得生存发展的空间。目前，国内的模具生产厂商已经意识到国内模具在技术方面与国外企业相差了很大一段距离，他们依靠社会各个机构的科研投资，加大模具技术改进力度，相信用不了多久一定能取得市场消费者的认同。 [科]
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传统塑料螺纹套模具结构的改进 篇4
绝缘螺要求如右图所示，材料的玻璃钢塑料FX-511，年生产任务2万件。
改进原因：原此模具结构如下图所示改进前，存在弊端有：
1、螺纹芯加工中要求和中模板配合加工，要求过盈配合，装配中拆卸会大影响配合质量，加工难度相对较大；
2、生产中由于零件结构特殊性，外圆为M8的螺纹，开模时螺纹芯受向下的开模力较大，并且每次开模仅靠装配时的过盈量去保证和中模不分离很难，生产到10模左右，就会出现上右图所示结果无法取出零件。
采取措施：通过和工模具厂沟通，为解决此问题，提高生产效率，完成今年任务曾采取以下方案：
1、重新加工螺纹芯，并且批量性投产，有松动和磨损立刻更换。
2、氩弧焊接螺纹芯和中模板，然后到平面磨上重新磨平。
3、改进原结构。
方案实施与成本分析：通过实际生产，方案1加大了模具成本，因为整套模从材料和结构就是螺纹芯的加工难度最大，成本最高，此方案从生产角度讲可解决此挡手问题，可模具成本大大增加。方案二经过生产，生产几百件甚至上千件螺纹芯也和中模不会发生分离现象，但由于本单位设备老化平行度下降，再加上经过局部焊接的中模板出现应力急中，生产上几百模就出现了中模板崩的情况，这样零件的生产又必须停止，等待中模板的生产加工。这样以上两种方案都不是太理想，只有改进模具结构。方案确定与优越性：通过对零件结构的再次分析，对原模具针对性弊端提出，我改进设计了如下左图所示的模具结构，通过实践，避免了
上述问题的发生，并且体现出以下两点优越性：
1、螺纹芯在不增加成本的基础上，螺纹芯无需再过分要求必须和中模板要求过盈配合，只需要普通间隙配配合，装配中的拆卸根本不会影响模具的整体质量，降低了装配难度。
2、生产过程中出现如右图所示结果，零件很容易就能取下。经济效益计算： 节省工时余额：改进前班产量4（模腔）×20（模数）=80件；改进后班产量4×60=240件，工人日工资32元。节约工人计件工资：(20000/80-20000/240)×32=5333元。
工装成本节约：改进前螺纹芯寿命80模；改进后螺纹芯2000件螺纹芯单价115元/件。节约工装成本：（20000/80—20000/2000）×115=27600元。
中小型模具研配工艺流程改进措施 篇5
模具工艺方法和创新对于模具的生产效率提升及模具的生产质量提高极其重要, 但在实际生产中该怎么改进工艺流程, 改进效果怎么样, 能否胜任需求!尤其是型芯、型腔的定位插穿面, 有3 度的斜度且斜度面加工后无法使用通用的量具进行检测。特别是在技能大赛中, 涉及到高节奏、强负荷模具制造的激烈角逐, 如何改进工艺才能在如此激烈的竞技中胜出, 创新模具制造工艺势在必行!
文章以2015 年全国机械职业院校模具技能大赛的盒盖模具为例, 详细阐述了此类中小型模具的工艺流程改进措施。
2 传统模具研配工艺流程介绍
盒盖模具传统研配工艺主要分为5 步, 如图1 所示:
(1) 模具的型腔、型芯在数控机床上加工完成以后, 把加工完毕的型腔和型芯放到钳工台上, 将型芯需要碰穿、插穿部分涂上红丹进行研配。
(2) 研配发现定位插穿面余量过大, 导致分型面未碰穿, 模具钳工使用气动工具、锉刀、油石等工具进行修配。型芯涂上红丹, 型腔哪里碰上红丹说明哪里余量大, 反复修配型腔部分带有红丹的地方。
(3) 修配定位插穿面之后, 再一次进行型芯与型腔的研配。如果发现碰穿面上面沾有红丹, 说明碰穿面余量过大导致分型面未碰穿。
(4) 反复修配碰穿面。两个碰穿面的轮廓是封料的地方, 用油石或者其他工具修配时要做到格外小心, 防止把碰穿面修斜导致无法封料等问题。所以在做的过程中要反复试配, 观察红丹的变化进行修配。
(5) 反复修配直至完成碰穿。修配时做到分型面碰穿、碰穿面碰穿、定位插穿面碰穿, 中间面碰穿。
3 传统研配工艺存在的问题
通过对传统研配工艺环节的梳理和总结发现, 影响传统研配工艺效率和质量的主要原因, 是传统研配工艺的环节“修配插穿面”“修配碰穿面”和“重复研配”中的修配量不好掌握。对钳工的技术水平要求较高, 如定位插穿面修配量过大会导致成型的塑料制件因型腔和型芯不重合出现扭曲;碰穿面修配量过大会导致塑料制件出现飞边的缺陷, 严重时导致工件报废;如修配量过小则需要反复修配, 耗时、耗力且效率低下。
4 改进工艺流程措施
基于传统研配工艺的缺点, 笔者经过多次研究和反复实践, 把模具传统研配工艺进行改进, 改进措施是转人工修配为机床修配, 修配的工作量通过计算转换为在数控机床上完成, 具体步骤如下:
(1) 先加工完成模具的型腔零件, 把加工完毕但没拆下的型芯零件涂上红丹与型腔零件在数控机床上进行研配。
(2) 发现分型面之间有间隙, 此时用塞尺检查分型面之间的间隙, 例如塞尺测得间隙为0.4mm。
(3) 打开型芯和型腔后, 型腔部分定位插穿面沾有红丹即定位插穿面余量过大, 通过插穿面的拔模斜度3o, 可计算出定位插穿面过大的余量。
式中:&———穿插面余量;
ζ———分型面间隙;
α———穿插面斜度。
把数值带入公式得到穿插面的余量:&=ζtanα=0.4tan3°=0.02mm
(4) 用计算的插穿面余量进行数控编程, 用数控机床加工插穿面过大的余量, 绿色的线代表加工程序路径。
(5) 数控加工完毕之后, 再次把型芯涂上红丹, 进行型芯和型腔的研配, 若发现分型面之间还有间隙, 继续用塞尺检查分型面之间的间隙。如打开型芯、型腔后发现型腔部分的碰穿面沾上了红丹即型腔部分的碰穿面余量过大, 将过大的余量 (塞尺检查的间隙) 用数控机床加工编程加工。
(6) 反复研配, 直至研配完成。此时分型面、插穿面、碰穿面全部沾上红丹, 即研配合格。
5 结束语
中、小模具改进的研配工艺流程变模具钳工的手工修配为数控机床编程加工, 研配更为高效, 尺寸控制更为灵活、精准, 摒弃了传统研配工艺那样一旦修整量过大, 就会造成难以弥补的损失。
此方法曾在2015 年全国机械职业院校“模具设计与制造”紧张而激烈的技能竞赛中使用, 使用此方法大大节省了研配时间, 为后续模具研磨与装配等工序争取了大量的时间, 最终教师组参赛队二人完成了竞赛最高难度系数1.0 三人的工作量, 获得了全国机械行业模具大赛教师组第一名的优异成绩;同时指导的学生组也获得一等奖第一名的优异成绩。
事实证明此加工工艺改进对传统研配缺陷的解决独到、高效, 具有较好的时效性、可靠性和可推广性。
参考文献
[1]秦涵.模具制造技术[M].机械工业出版社, 2015年7月.
[2]周晓宏.数控加工工艺与装备[M].机械工业出版社, 2013年10月.
[3]殷铖, 王明哲.模具钳工技术与实训[M].机械工业出版社, 2010年2月.
[4]模具设计与制造技术教育丛书编委会.模具钳工工艺[M].机械工业出版社, 2004年08月.
[5]王浩钢, 田喜荣.各种模具数控装置加工方法技术工艺大全[M].机械工业出版社, 2011年01月.