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数控钣金模具新技术和新产品

发布者: 来源: 发布时间:2016-10-28 08:29:00 点击:
  下面从KPM材料、精密轮廓步冲模具、防压痕(压 印)模具、高性能快速调整模具等方面,来对国内数控钣 金模具的新技术和新产品进行逐一介绍。

KPM材料
  KPM是启泰模具公司定义的一种新模具材料, 属于粉末合金高速钢,用于生产冲头,热处理硬度为 65HRC。与目前广泛使用白勺SKH—51和M2相比,KPM 具有更好的耐磨性和韧性,冲压不锈钢等高强度材料效果 良好。KPM还可以配合碳氮化钛(TiCN)涂层使用,进 一步提升冲头综合性能。
与KPM冲头配合使用的下模材质好是髙速钢,模 具同时具备防废料反弹结构,如正反锥、真空吸废料、台 阶式等„与机床配合方面,KPM冲头在完成髙速连续冲 压时好开启油雾润滑(ABS)功能,良好的润滑和散热 可明显提高_具寿命。
  KPM材料作为更髙一级的冲头材料价格较高,推荐用于经常冲压高强度的板材、冲压自动线、厚板重载模具 等场合。

精密轮廓步冲模具
  数控冲床步冲曲线轮廓时,模具刃部受到侧向力作用, 易导致冲头折断和间隙偏移,所以一般选刃部尺寸较大的 冲头来增加刚性,同时选较大的冲压步距,结果是轮廓粗 糙、锯齿明显。钣金工程师的理想是以更小尺寸的刃部(如 0 2mm)和0.5mm步距实现精密轮廓步冲。实现这种工 艺需改变模具结构、改善刃部材料。国际 品牌中此类模紅出现较早,但价格是同尺 寸普通模具的十几倍,使用受到限制。开 发性能相近、价格合理的轮廓步冲模具是 一个现实课题。
  目前,国产轮廓步冲模具已经实现了 商品化,其产品图和实冲样件分别如图 1、图2所示,样件的冲压条件为:冲头 必2mm、步距0.5mm、冷乳板1mm、冲 孔速度600次/分钟,数控冲床开启油 雾润滑功能。
  导向冲模具和轮廓步冲模具^上下模刃部结构差异。左侧为标准模具结 构,冲针与导套单侧间隙约为〇.15mm,处于非接触状态; 中间为导向冲模具结构,导套前端镶块与冲针的单侧间隙 约为0.025mm,冲针与镶块处于滑动配合状态,受到侧 向力时冲针受到一定支撑不易折断;右侧为轮廓步冲模具 结构,导套前端镶块与冲针的单侧间隙约为0.01mm,冲 针与镶块处于更紧密的滑动配合状态,可承受更多侧向力, 同时下模结构有显著变化,采用了刃部镶块结构和防废料 反弹结构等。
  模具结构和材料方面的改进集中在:冲针组合式、导 套端部精密导向、油雾润滑、快调冲模头组件、下模刃部 镶块结构、下模防废料反弹结构等;冲针尺寸小、便于更 换.低成本< 导套端部精密导向单侧间隙为0.01mm,抗 侧向力更好,有效防止冲针折断;冲头和下模刃部选用硬 质合金材料,热处理硬度75HRC,更耐磨,保证模具有 更长的寿命。

防压痕(压印)模具
  在不锈钢板、铝板、涂覆板上冲孔防止出现压痕(压 印)是个大问题,覆膜是解决问题的一种有效方法。有时 即使覆膜后冲孔仍然会产生压印、压痕问题,如镜面不锈 钢、软铝等,这时就可以选用防压痕模具。其设计原理是 通过减低弹簧倔强系数,在保证充分卸料的前提下减小或者防止压痕、压印产生,满足制件旗量要求’其中,轻载 弹簧组件和模具分別如图4、图5所示。
  厚转塔系列防压痕模具有A、B、C、D、E五种 工位。A工位和B工位弹簧压力值相当于标准弹簧的 6〇%~65%,不可调整。C、D、E工位模具选用三种不 同掘强系数的小弹簧,根据需要进行組配,弹簧由软到硬 其颜色依次为蓝色、红色和绿色,通过不同组配方式可实 现13% ~ 55%的弹簧压力值。软硬弹簧组配依据是保证充分卸料和尽量减少压痕(压印)产生,组配方法是不同 力度的弹簧均勻布置。表1给出了三种工位不同弹簧的组 配结果。

高性能快速调整模具
  高性能快速调整模具是指通过模具主要零件或部件的 结构改进,全面提升模具刃磨量、冲压次数,扩展模具工 艺性能,简化拆分和组装时间,减少对工具的依赖,降低 工人劳动强度。同时对企业降低物耗成本、提髙生产效率 也有重要帮助。
  原始型E85系列和TOP85系列模具如图6所示,其中, TOP85系列模具即为高性能快速调整模具。图6左侧为 E85系列原始型A工位模具结构(同B工位),现在j乃 被广泛使用,其特征为:冲模头、弹簧、止环等散件通过 冲头上的止挡位和螺纹连结成一体,配整体导套组成上模 组合。其缺点为:⑴冲头刃磨量短(2mm)、总冲孔次数少; ⑵模具拆装需专用工作台,且时间长、劳动强度大;⑶整 体导套,任何尺寸或形状的改变均需换导套,采购成本高。
  图6右侧组图为TOP85系列模具,有整体导套和开 放式导套两种。其中,整体导套组成的快调模具,导套、 冲头与原始型相同,配一个冲模头组件(把冲模头、弹簧、 止环组成一个整体),其改进后的优点是:⑴冲头刃磨量 延长(5mm)、总冲孔次数增加15倍,⑵模具拆装不 需专用工作台,时间缩短到原来的1 / 10,轻松便捷。 另一种是将整体导套变为开放式导套+退料板结构,带来 的好处是使导套变为通用零件,任何尺寸或形状的改变只 需更换退料板即可,进一步降低了采购成本。
  厚转塔髙性能快速调整模具C、D、E工位结构相似, 在此仅以C工位举例说明。图7左侧为E85原始型,结 构简单、可靠,现在仍然广为应用。但其缺点也很突出: ⑴冲头刃磨量短(3mm)、总冲孔次数少,⑵冲头刃磨 后要加垫片调整高度,⑶导套拆装时间长、强度大,需配 置专用工作台;⑷导套键槽标配为0°、90°,适应性差; (5>润滑不易实现。料板不变的情况下,具有以下优点:⑴冲头刃磨量大幅延 长(5 ~ 8mm)、总冲孔次寧达到原来的2倍以上;⑵ 刃磨后不需加垫片即可方便调整冲头髙度;⑶导套拆装很 方便,不需专用工具,便干模具清洗和维护保养> ⑷导套 键槽标配有三条,分別为、90°、丨35°,适应性强, (5)润滑简便易行。
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