精密冲压模具是指加工精度较高、使用寿命较长、具有高质量、高稳定性的冲压件,它将冲压件制造成的零件表面形状精美绝伦。精密冲压模具制造技术成熟、生产效率高、生产周期短,一般可生产5~10个件。精密冲压模具制造技术在冲压模具开发和研究方面起着重要作用。主要用于汽车、飞机、船舶、航空航天等工业行业。精密冲压模具所采用的方法包括模体结构法、冲压工艺、模架制作、模具结构设计等几个方面。
一、模体结构法
在冲压过程中,零件上各个部位之间采用一定的过渡型截面和连接型腔,从而使冲压件的形状得到有效的控制。从模具设计角度出发,在冲压零件时,对这些过渡型面可采用相应的处理方法将其分离成型与成形以获得所需断面形状、尺寸、内部粗糙度等要求。主要使用模体内或端部过渡型截面、半圆过渡型截面、圆角过渡型截面和圆形过渡型截面等。通过过渡型截面可以获得所需的表面质量和表面粗糙度;而对于某些需要成型的零件可通过圆角过渡型截面和半圆过渡型截面来获得所需的表面质量和表面粗糙度。通过对冲压件的形状、尺寸及内部装配要求进行合理设计而得到具有较好形状精度及尺寸稳定性、可进行二次冲压而得到产品的一种方法即可称之为模体结构法。采用模体结构法生产的冲压件一般为中厚板和薄板件,产品质量一般不高,而且有些零件还需要二次冲压才能获得所需的表面质量和尺寸稳定性。
二、冲压工艺
精密精密冲压模的冲压工艺有成形、冲压、锻压三种。成形工艺主要包括冲压法、弯曲法、模腔工艺、气密法等几种。冲压法是采用压缩空气对冲压件进行直接充填成形的工艺方式,其目的是利用压缩空气将冲压件加热成形以获得模具所需的外形尺寸精度较高的表面;模腔工艺是利用压缩空气将冲压件表面缺陷进行填充而达到成形的方法。
三、模具结构设计
精密冲压模具设计中,为了保证冲压的精度和美观,通常采用冲压件和成形件的结合体的构造和设计方法,并根据具体的情况对零件结构进行调整,使其具有较好的结构稳定性。这主要是通过将冲压件和成形件的部分结合采用合理的成形工艺。在精密冲压模具制作过程中,成形工艺设计在保证冲压精度和冲压件精度基础上主要有以下三个方面的考虑:为了获得良好的折线形状;为了获得较好的表面粗糙度;为了获得良好的热膨胀系数。在模具结构设计中要综合考虑这些因素并将其考虑到模具的使用寿命和经济性问题。精密冲压模具结构设计应在保证冲压质量及设计工艺精度的前提下尽可能提高冲压质量和模具应用性能。在模具设计中还应考虑以下几个问题:零件组合后的成形条件及装配要求;零件受力情况;零件弯曲变形程度;冲压件与成形件质量及刚度关系。