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独立凸模成型工艺
航空制造工程学院
创新能力综合训练
研究报告
二O一三年十月
独立凸模成型形式及应用探究研究
摘要:
传统的板料成型中一般采用冲压工艺,其中包括拉深,弯曲,胀形等。
冲压工艺一般采用模具成型,由于每个模具只针对一个产品,当出现许多相似的产品的时候,将要设计很多套模具,而由此将造成成本的大幅度提升,生产周期缓慢,不利于经济效益的提高。
如果在原有的模具基础上做出一些小小的改变,制作一些独立凸模固定于原有模具的凸模上用于成型,制作的这些独立凸模可以千变万化,这样可以极大的丰富产品的种类。
同时制作的这些独立凸模,具有制作简便、周期短、成本低廉的特点。
可以看出独立凸模成型工艺不仅降低成本,减少了模具的浪费,提高了生产效率。
实际生产中具有广泛的借鉴和推广作用。
关键词:
独立凸模,简单制作,凹凸型面。
主要创新点
鉴于模具制作的过程,材耗量大、制作复杂、成本高。
由于每个模具只针对一个产品,当出现许多相似的产品的时候,将要设计很多套模具,而由此将造成成本的大幅度提升,生产周期缓慢,不利于经济效益的提高。
如果在原有的模具基础上做出一些小小的改变,制作一些独立凸模固定于原有模具的凸模上用于成型,制作的这些独立凸模可以千变万化,这样可以极大的丰富产品的种类。
从而有效地降低了重新制作模具的生产成本;而且大大减短了产品生产周期,对于传统模具需要凸凹模具完成,无凹模成型工艺只需要设计相对应的成型制件用于拓展成型,不需要重新设计模具,就能完成生产需求。
尤其是表现在对一些成本高的模具而言,此工艺表现的更为的优异。
目录
1引言-5-
1.1我国模具发展的现状-5-
1.2模具成型的研究-6-
2独立凸模成型原理与拓展部件的制作工艺-6-
2.1独立凸模的分类-6-
2.2拓展部件的制作-6-
3独立凸模成型工艺的优点-8-
4独立凸模成型工艺的加工方法-8-
4.1独立凸模加拓展部件成型工艺-9-
4.2整独立凸模成型工艺-10-
4.3吸塑成型工艺-10-
4.4电火花电极成型加工工艺-11-
5独立凸模成型工艺在拉深件中的创新-11-
6独立凸模成型工艺在熟料成型工艺中的创新-11-
7独立凸模成型工艺在电火花成型工艺中的创新-12-
8传统的凸凹模加工工艺与独立凸模成型工艺的成本比较-12-
9研究结果与分析-12-
9.1我国需要独立凸模成型工艺-12-
9.2创新具有灵活多样性-13-
10结论-13-
11参考文献-13-
1引言
1.1我国模具发展的现状
近年来,我国模具产业一直以价格优势快速成长,但是处于全球产业链分工的中、低端状态短期内还难以改变,高投入、高消耗、高污染、低效率、低效益的粗放发展方式凸显,产业基础依然脆弱,我国想要成为制造强国任重道远。
技术的落后,是我国模具产业的发展受到了非常大的阻碍;国内模具产品整体水平不高。
国内模具产品从精度、型腔表面粗糙度、生产周期、寿命等指标来看,与国外先进水平尚有较大差距。
其次,缺乏自主生产的知名品牌。
国内铸造模具企业规模小,产业集中度低,产品结构不合理,自主创新能力弱,装备和工艺落后,缺乏具有核心竞争力的企业集团和国际知名品牌。
第三,工艺装备和管理水平落后。
虽然部分模具企业经过近几年的技术改造,工艺装备水平比较先进,但大部分企业工艺装备仍比较落后。
图一:
模具
1.2模具成型的研究
模具成型工艺利用凸凹模成型。
工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需产品的各种模子和工具。
简而言之,模具是用来成型物品的工具,这种工具由各种零件构成,不同的模具由不同的零件构成。
它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。
按所成型的材料的不同,模具可分为五金模具、塑胶模具、以及其特殊模具,五金模具又分为:
包括冲压模(如冲裁模具、弯曲模具、拉深模具、翻孔模具、缩孔模具、起伏模具、胀形模具、整形模具等)、锻模(如模锻模、镦锻模等)、挤压模具、挤出模具、压铸模具、锻造模具等;非金属模具也分为:
塑料模具和无机非金属模具。
而按照模具本身材料的不同。
塑料模具一般可分为:
注射成型模具,挤塑成型模具,气辅成型模具等等。
2独立凸模成型原理与拓展部件的制作工艺
2.1独立凸模的分类
按加工的方法可以分为:
电火花电极加工成型工艺、吸塑成型工艺,完整独立凸模成型工艺、独立凸模加拓展部件成型工艺。
按加工的制件材料可以分为:
金属独立凸模成型工艺、塑料独立凸模成型工艺、纸制品独立凸模成型工艺。
2.2拓展部件的制作
拓展部件主要用于独立凸模加拓展部件成型工艺(上面2.1中分类)。
拓展部件即是后期成型所需的“凸模”。
所用的材料有铁丝,铁皮,铸件等。
根据所需制成产品的图案制作。
图二:
各种独立凸模与产品
3独立凸模成型工艺的优点
独立凸模成型工艺加工一些简单的形状的制件显得游刃有余,甚至加工比较复杂的制件(电火花电极加工)仍然显得举重若轻。
由于独立开发一套模具成本高,周期长,制作复杂。
这个时候独立凸模成型工艺的优越性就完全体现出来了。
由于独立凸模成型工艺只需要制作凸模,甚至只需要制造拓展部件,所以独立凸模成型具有成本低,周期短,加工简单等优点。
电火花加工:
电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。
随着工业生产的发展和科学技术的进步,具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性,高粘性和高纯度等性能的新材料不断出现。
具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多,这就使得传统的机械加工方法不能加工或难于加工。
而电火花加工恰好可以满足加工的要求。
吸塑成型工艺采用平展的塑料硬片加热变软后,采用真空吸附于模具表面,冷却成型,对于较薄的塑料产品的成型吸塑成型具有不可替代的优点。
4独立凸模成型工艺的加工方法
4.1独立凸模加拓展部件成型工艺
加工过程:
板材切割,板材定位,第一次冲压成型,切边,半成品。
放置拓展制件与橡皮于凸凹模正确位置,第二次冲压成型,切边,成品。
此工艺利用原有的拉深模具对板材进行二次成型,其中二次成型中的拓展部件作为独立凸模成型。
这样只需要进行简单的改变就可以制造不同的产品。
图三:
独立凸模加拓展部件成型工艺
4.2整独立凸模成型工艺
加工过程:
放置拓展制件与正确的位置,板材切割,板材定位,冲压成型,切边,成品。
旋压也同样属于此种类型。
其中和浅拉深成型工艺有相似之处,但是此工艺不需要凹模,此工艺板材两边各为凸模与橡皮。
图四:
整独立凸模制成的产品
4.3吸塑成型工艺
加工的过程:
塑料片材切,切割,加热,成型,冷却,脱模,去料边,成品其中加热成型的过程是利用塑料制件加热变软之后,采用真空将塑料之间吸附于凸模的表面成型。
图五:
吸塑加工过程
4.4电火花电极成型加工工艺
加工过程:
装夹好电极,位置进行校正调整,固定工件,输入数据,调好冷却液位置,按自动加工按钮,进行电火花加工。
图六:
电火花加工工艺
5独立凸模成型工艺在拉深件中的创新
传统的拉深件采用完整的拉深模具进行成型,当需要制作外形相似的制件时需要重新开发一套模具。
独立开发一套模具成本高,周期长,制作复杂。
由于独立凸模成型工艺只需要制作凸模,甚至只需要制造拓展部件,当依据所需要的成型很快就可以生产出不同的制品。
所以独立凸模成型具有成本低,周期短,加工简单等优点。
6独立凸模成型工艺在熟料成型工艺中的创新
传统的塑料成型工艺采用注塑成型,塑料模具制作周期长,开发难度大,成本高,加工复杂。
注塑成型工艺加工较薄的制件时缺陷非常大。
不利于成型。
而独立凸模塑料成型工艺—吸塑。
大大克服了注塑成型的缺点。
吸塑模具只需要生产凸模,凸模生产周期短,成本低,加工简单,生产快。
一般用于较薄塑料制件的生产。
7独立凸模成型工艺在电火花成型工艺中的创新
传统的电极是实心铜制的,制造成本高,而且制造工件时间长。
传统电极需要精车、磨床等复杂的机械加工工序。
简单电极(独立凸模)只需利用简单的钳工、机械处理,就能制成简易的电火花电极;相比传统通过机械加工甚至精车和磨床处理制成的电极,在廉价性、美观,简易性上都有很大优势。
图七:
传统电极与简单电极的比较
8传统的凸凹模加工工艺与独立凸模成型工艺的成本比较
拉深的肥皂盒举例,如果要制作十种底纹的模具则需要十套模具,而一套肥皂盒的模具大概价格在2000元左右。
因此成本为20000元。
而独立凸模成型只需要一套拉深模具,只需十件拓展部件,每个拓展部件大概需要10元。
因此成本为2100元。
很明显的可以看出独立凸模成型工艺成本非常低廉。
9研究结果与分析
9.1我国需要独立凸模成型工艺
由于我国是制造业大国,怎么利用最简单的方式方法制成所需要的模具显得尤为的重要,而独立凸模成型恰好符合这一要求。
9.2创新具有灵活多样性
在塑料制件,金属制件,纸制件中都可以用到独立凸模成型工艺。
10结论
相对于传统的模具成型技术而言,独立凸模成型加工技术的研究还不是很深入。
但同时也应看到,正因如此,它才可能有较大想象空间。
简单的拓展件正是这一较大想象空间的应用,在一些复杂而对工件质量精度要求不高的情形下,往往能打到出奇制胜的效果,更好的创意,更多的精力值得投入到里面,独立凸模成型工艺的前景很好。
11参考文献
[1]赵万生,等.特种加工技术[M].北京:
高等教育出版社,2001.
[2]黄毅红,等.模具制造工艺[M].北京:
机械工业出版社,1996.
[3]李大鑫,张秀,模具技术现状与发展趋势。
2005
[4]赵昌盛.我国模具材料的应用发展.2004(11)
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