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改善冲模制造工艺提高冲模寿命

作者:admin 来源: 日期:2018-2-28 17:32:29 人气: 标签:改善冲模制造工艺 提高冲模寿命
 

  改善冲模制造工艺提高冲模寿命
  冲模制造工艺就是指冲模主要工作零件;凸模、凹模、凸凹模等的加工制造方法。目前国内在冲模制造中,普遍采用的制造工艺如下:
  1、电加工制模工艺
  以电火花线切割和电火花穿孔成形加工为主的冲模制造工艺。
  2、专用设备机械加工制模工艺
  以锉锯机、仿型刨、仿型铣、成型磨与光学曲线磨加工为主的冲模制造工艺。
  3、精密磨削制模工艺
  以通用与专用设备进行粗加工与半精加工,用高精磨削设备完成精加工,包括使用高精度平面、内名圆磨床、座标磨床、CNC光学曲线磨床与成型磨床、NC与CNC连续轨迹座标磨床等进行精加工。
  4、高效高精度组合制模工艺
  以电加工法进行半精加工,用成型磨、CNC光学曲线磨、座标磨及NC与CNC连续轨迹座标磨进行精加工。
  除上述四种外,还有完全用普通机床加工配以钳工锉研制模、压印法制模以及浇铸法制模工艺等,多用于一些简易、经济冲模制造。在普通全钢冲模制造中这些制模工艺已趋于淘汰。
  用电加工制模工艺制作冲模是国内目前应用最广的冲模制造工艺。在高精度、高寿命、高效率的“三高”冲模制造中,精密磨削工艺占据较大优势。而高效高精组合制模工艺在国内目前使用尚不广泛,尽管其优点很多,是精密冲模制造技术的发展方向,普及尚待时日,还要一个过程。
  1、冲模的电加工制造工艺
  电火花穿孔是利用工件与电极之间脉冲放电产生的电蚀现象,进行模孔和模腔加工。即当电极与工件间的间隙小到一定程度时,瞬间电压升高,击穿间隙,产生脉冲火花放电。此时,能量集中,电流密度很大,产生10000℃以上高温,使金属熔化、汽化,并脱离模体,如此不停循环往复,达到加工的目的。
  线切割加工原理亦相同,其主要优点如下:
  (1)用金属丝作为工具电极,无需像电火花穿孔成形加工那样需要专门的工具电极。
  (2)电极丝直径仅0.04~0.2 mm,现在已开发使用0.03~0.1 mm直径的电极丝,可以切割0.05~0.07mm的窄缝、R≤0.03mm的圆角以及细微的结构形状,故可加工复杂形状的凸、凹模。
  (3)加工中电极线以一定速度运动,既不必考虑电极丝损耗,又可将加工中残留在切割缝中的屑末排出,有利于连续切割加工。
  (4)加工效率较高且可不必采用拼块结构而能在整体模块上加工。同时,还可将凸模固定板、导板(卸料板)、凹模板等三板叠齐一次切割出所有相应模孔,孔的同轴度极好。
  (5)可对淬硬模板切割加工,既可消除热处理变形,又能对各种硬金属、模具钢进行切割。
  电加工制模可以大幅度缩短制模周期,能节省大量机加设备及工时,但目前,多数国产电穿孔与线切割机的加工精度、加工表面粗糙度等都达不到冲模制造的技术要求。国产线切割机(见表1)与国外同类产品的技术性能相比还有较大差距。如瑞士AGIE公司的CNC五轴线切割机,其线切割斜度可达±10°可切割多种形式侧表面、直立面、锥面、连续坡度面等,加工精度可达±0.005mm,其表面糙度值Ra=0.4μm。
  近年来,国外一直对电加工机床的技术性能改进与开发进行着大量研究,特别是日本与瑞士几家大的著名电加工机床生产公司:日本三菱电机、沙迪克、瑞士阿奇、夏米尔等,经过长期不懈的努力都取得丰硕的成果,特别是低速走丝数控电火花线切割机床(LWEDM)的发展引人注目。功能完善,自动化程度已达到无人看管运行的程度。其加工工艺水平:生产率达到300mm2/min,加工精度可达到±1.5μm,加工表面粗糙度Ra0.1~0.2μm。直径0.03~0.1mm细丝精密切割技术的开发,可实现凹、凸模一次切割完成,并可进行0.04mm的窄槽及半径0.02mm内圆角的切割加工。锥度切割技术已能进行30°以上锥度的精密加工,国内在这方面的研究、开发也已取得了进展。如北京机床研究所研制的慢走丝线切割机加工精度已小于5μm。

  机床行业持续良好发展的秘密
  在日本,有一个市场已经连续33个月保持订单金额超过上年同月水平。这就是机床市场。2004年订单金额为1万亿2362亿日元,排在泡沫高峰时期即1990年的1万亿4121亿日元和1989年的1万亿2697亿日元之后,取得了历史第三的好成绩。今年以来,该市场仍旧坚挺,上半年订单金额就已达6728亿日元,比上年同期增长16.2%。照这一趋势发展下去,全年订单金额预计将超过1万亿3000亿日元。
  该市场之所以能够长期维持在较高水平,业界普遍认为是受到了汽车行业的拉动。从2005年5月的订单统计来看,订单金额为1074亿4900万日元,内需为572亿6600万日元。其中,208亿200万日元是来自汽车行业的订单,占内需的约36%。由此可见,确确实实受到了汽车行业的拉动,这一点是毋庸置疑的。然而,笔者希望大家注意的是,来自模具行业的订单非常多。达到了62亿9700万日元,占内需的10%以上,大大超过了电气机械行业的32亿2200万日元和精密机械行业的22亿1900万日元。
  令笔者关注这种动向的是日本GRAPHIC PRODUCTS公司董事、首席执行官田端雅和。对于向模具行业销售CAD/CAM产品的GRAPHIC PRODUCTS公司来说,机床市场的发展动向是它重点关注的对象。同时还要密切注意模具本身的产量变化等情况,以此制定市场战略。尤其是作为管理者的田端需要根据各种统计结果,研判市场动向。
  对于模具行业最近的机床需求,田端分析说:“绝大多数来自更新设备的需求。”机床行业上次呈现繁荣发展的局面是1997年(订单金额为1万亿1306亿日元)。当时从模具行业来说,主要是为了应对增产的需求而购入设备的。根据日本经济产业省公布的机械统计数据,1997年的模具产值为5067亿5500万日元,比上年增长15.1%。而2004年的模具产值则为4115亿7300万日元。虽说时隔3年后首次恢复到了4000亿日元大关,但与1997年相比仅约为80%。从数据上来看,很难断言说是为了增产而去采购设备。
  那么,为何必须更新设备呢?原因之一就在于低成本化要求非常严峻。在最终产品价格战日趋激烈的形势下,模具行业当然也会受到降低成本的要求。为了实现低成本化,采购最新设备就是其手段之一。另外,机床技术的迅速发展也起到了推波助澜的作用。尤其是高速切削技术的发展非常快,如今拥有配备转速达1万rpm的主轴的机床根本不值得夸口。因此,为了今后能在模具行业中生存下去,就必须断然进行设备更新。
  很多情况下需要借钱来更新设备,那么会不会因此而放弃呢?田端表示:“很多情况与儿子是否会继承业务有关。”根据日本经济产业省公布的工业统计,2002年日本的模具生产商共有1万1352家。其中约8成生产商的员工人数不足9人。由于大多是规模非常小的公司,因此很多经营者假如不想让儿子继承这项业务,就会维持设备的现状,并打算在自己的手中结束这项业务。如此看来,为了使模具产业在日本得到进一步的发展,就要想办法吸引年轻人的兴趣。

  机床行业持续良好发展的秘密
  在日本,有一个市场已经连续33个月保持订单金额超过上年同月水平。这就是机床市场。2004年订单金额为1万亿2362亿日元,排在泡沫高峰时期即1990年的1万亿4121亿日元和1989年的1万亿2697亿日元之后,取得了历史第三的好成绩。今年以来,该市场仍旧坚挺,上半年订单金额就已达6728亿日元,比上年同期增长16.2%。照这一趋势发展下去,全年订单金额预计将超过1万亿3000亿日元。
  该市场之所以能够长期维持在较高水平,业界普遍认为是受到了汽车行业的拉动。从2005年5月的订单统计来看,订单金额为1074亿4900万日元,内需为572亿6600万日元。其中,208亿200万日元是来自汽车行业的订单,占内需的约36%。由此可见,确确实实受到了汽车行业的拉动,这一点是毋庸置疑的。然而,笔者希望大家注意的是,来自模具行业的订单非常多。达到了62亿9700万日元,占内需的10%以上,大大超过了电气机械行业的32亿2200万日元和精密机械行业的22亿1900万日元。
  令笔者关注这种动向的是日本GRAPHIC PRODUCTS公司董事、首席执行官田端雅和。对于向模具行业销售CAD/CAM产品的GRAPHIC PRODUCTS公司来说,机床市场的发展动向是它重点关注的对象。同时还要密切注意模具本身的产量变化等情况,以此制定市场战略。尤其是作为管理者的田端需要根据各种统计结果,研判市场动向。
  对于模具行业最近的机床需求,田端分析说:“绝大多数来自更新设备的需求。”机床行业上次呈现繁荣发展的局面是1997年(订单金额为1万亿1306亿日元)。当时从模具行业来说,主要是为了应对增产的需求而购入设备的。根据日本经济产业省公布的机械统计数据,1997年的模具产值为5067亿5500万日元,比上年增长15.1%。而2004年的模具产值则为4115亿7300万日元。虽说时隔3年后首次恢复到了4000亿日元大关,但与1997年相比仅约为80%。从数据上来看,很难断言说是为了增产而去采购设备。
  那么,为何必须更新设备呢?原因之一就在于低成本化要求非常严峻。在最终产品价格战日趋激烈的形势下,模具行业当然也会受到降低成本的要求。为了实现低成本化,采购最新设备就是其手段之一。另外,机床技术的迅速发展也起到了推波助澜的作用。尤其是高速切削技术的发展非常快,如今拥有配备转速达1万rpm的主轴的机床根本不值得夸口。因此,为了今后能在模具行业中生存下去,就必须断然进行设备更新。
  很多情况下需要借钱来更新设备,那么会不会因此而放弃呢?田端表示:“很多情况与儿子是否会继承业务有关。”根据日本经济产业省公布的工业统计,2002年日本的模具生产商共有1万1352家。其中约8成生产商的员工人数不足9人。由于大多是规模非常小的公司,因此很多经营者假如不想让儿子继承这项业务,就会维持设备的现状,并打算在自己的手中结束这项业务。如此看来,为了使模具产业在日本得到进一步的发展,就要想办法吸引年轻人的兴趣。

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