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作者:株洲职业技术学院 沈言锦    来源:《现代模具》

摘要:去除毛刺和切边接刀的设计是冲压模具设计中的重要部分,其设计看似简单,实际质量却很难保障。通过对冲压模具结构的研究,本文对毛刺的去除和切边接刀的设计做了一个总结,简化了该类模具的设计过程,提高了模具的质量。
1 叙述
顺送中若产品要求外观无毛刺,则必须在最后一个工序前追加预剪切工序。
2 注意点
设计前要预先判定预剪的方向是向上还是向下。(与毛刺的方向相反,见图1)

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3 工艺过程
(1)实际上采用的工艺措施是“半拔”、“拍平”、“落料”。
(2)原理:在压应力的作用下,材料的塑性较好,“半拔”时材料相对移动,产生光亮带(无毛刺),“拍平”使材料再一次相对移动,最后“落料”产品被挤出条料,在整个过程中材料不产生上、下裂纹相交的情况,故不出现因为裂纹相交而拉出毛刺的现象。
(3)总结:控制产品断面的质量其实就是控制冲裁时的力,通过不同的力对材料的作用产生不同的断面质量。
4 切边接刀结构
接刀的类型及结构形式如下:
4.1直边接刀
(1)产品切口如图2所示

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A一般等于1.0mm
B一般等于0.2mm
(2)为避免在废料上产生毛刺,接刀位置应两次冲裁。
4.2圆弧接刀
注:圆弧接刀的大小与产品圆弧的大小有关,一般圆弧接刀缺口较小。
(1)产品切口如图2所示
B一般等于0.2mm
(2)冲裁顺序:先冲缺口再冲其余圆弧,第二刀的边缘应在第一刀的切口以内,以避免两刀相接位置产生毛刺。
(3)R处接刀:接刀角度应大于等于45度。
5 小结
去除毛刺和切边接刀的设计是模具设计中的重点和难点,也一直是模具设计人员最头痛的地方,本文结合生产实际,总结了一套很切合实际的设计过程,有其值得借鉴的地方,并有一定的实用价值。
参考文献
[1]冷冲压模设计手册. 北京:第四机械工业部标准化研究所.1979.
[2]冷冲模设计手册编写组.冷冲模设计手册.机械工业出版社.1999.(end)

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作者:四川眉山车辆厂工艺技术部 孙满平

摘要:针对不锈钢薄板拉深特性,提出了选择模具材料、模具制造、工艺润滑方面的注意点,以确保产品质量和模具寿命。
引言
不锈钢产品以其精美的外表、优良的抗腐蚀性、抗高温氧化性及高低温强度而颇得们的青睐,愈来愈广泛地用于很多行业。由于这类产品外观质量要求较高,在产品的整个加工过程中,要保证高光亮度的产品表面不划伤和擦伤难度确实很大,特别是由于不锈钢薄板拉深特性所带来的模具选材、热处理、加工及工艺润滑等问题直接影响到产品质量、产量、成本及模具寿命。
1.不锈钢薄板拉深特点及粘结瘤
由于不锈钢的屈服点高,硬度高,冷作硬化效应显著,不锈钢薄板进行拉深时其特点如下:
1.1因导热性比普通低碳钢差,导致所需变形力大;
1.2不锈钢薄板拉深时,塑性变形剧烈硬化,薄板拉深时容易起皱,满要较大的压边力;
1.3板料在拉深凹模圆角处的弯曲和反向弯曲所引起的回弹,通常会在产品侧壁形成凹陷变形使得尺寸精度和形状要求较高的产品需要增加整形工序来达到。
1.4不锈钢薄板拉深过程中容易出现粘结瘤现象。
2. 解决措施
2.1 模具工作部分材料选择
针对粘结瘤问题,经过实践证明:选用铸铝青铜、硬铝青铜防粘效果较好;采用碳化钨钢结硬质合金制造凹模比用Cr12Mov软氮化制造凹模寿命提高数倍,且不粘模;如果采用代号3054合金铸铁,只需在模具表面进行火焰淬火,模具表面不会出现粘结瘤。
2.2 模具工作部分的表面加工
不锈钢拉深模表面质量要求很高。较低的表面粗糙度可以起到减摩和提高抗粘合性的作用。因此,模具表面粗糙度降低,模具的修磨次数相应减少,模具使用寿命相应地得到提高。
2.3 工艺润滑
由不锈钢拉深特性可知,形成粘结瘤是因为板料与模具发生了直接接触,因此选择润滑剂或涂覆剂的首要点就是在板料拉深成形过程中润滑膜自始至终不发生破裂并且起润滑作用。“防粘降摩”是选择润滑剂的基本出发点。
一般在润滑剂中加一定比例的添加剂或采用固体润滑剂均可取得较好效果。这主要是提高润滑剂对金属表面的润滑能力,用以产生含硫、磷、氯的化合物在高温下与金属表面起化学反应,生成硫化铁、氯化铁等来加强油膜强度和增强吸附能力,较好地润滑模具与产品表面。
固体润滑剂则是填充到金属表面的小坑内,使干磨擦接触点减少到最少,另外固体润滑剂有很高的稳定性,在高温下也能起到润滑作用,不易发生模具粘结。通常在生产中根据产品变形程度和实际情况选择和配方(有关冲压手册上可查到配方)。
另外,由脂肪、矿物油、合成油脂、润滑脂、皂液也可组成润滑剂,且对不锈钢浅拉深效果较好。含有水溶乳浊液,或者用油稀释的有机矿物油也可用于浅拉延。在润滑剂中加入石墨能起到抗粘合的作用但石墨加人后的清洗较困难。如选用代号3054合金铸铁制作模具,那么选用一般润滑剂效果都较好。
据资料介绍板料经盐浴处理可在表面获得一层金属软模(如铜、锌、铅等),拉深成形过程中不会出现粘模现象。另外,近年来研制出了一种以聚乙烯醇缩丁醛为主体的有机高分子润滑膜,毛坯经过处理,表面得到一层有机润滑膜,它可随板料一起变形,这不仅避免了模具与板料的直接接触,防止了粘模,保证了产品表面质量。而且极大的减弱了模具与板料的摩擦作用,起到良好的润滑作用,实验表明效果良好。 (end)

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newmaker    来源:MM《现代制造》

Rath Gibson公司是一家生产精密不锈钢、镍合金和钛金属材质工程管路的企业。其产品的直径范围为0.0625 ~8 in(1in=25.4mm),壁厚范围为0.010 ~0.225 in。该公司在美国拥有三个工厂,所有工厂都配有精密管材的成形/焊接设备,可将成卷的带状材料轧制成管材,然后发货。每一家工厂都按照精益生产的理念从事生产,确保产品的一致品质。
Rath Gibson公司最近所面临的挑战是缩短管材轧机的换装时间,因为按照原来的传统方法,需要较长的换装时间。每台轧管机可以配置一系列不同的模具和设备,用于管材的成形、焊接、尺寸改变、退火、抛光、测试和剪切。所有的换装过程都要求改换轧管机上的某些部件,而有些换装甚至要求更换所有部件。
最近,其中一家工厂采用了一项“一分钟模具更换”技术(SMED)并将其应用于该厂一条轧管机的生产线上,看其对改善换装时间能达到什么样的效果。采用SMED技术就是强调要尽可能避免在换装过程中产生的所有无效劳动,或者说减少这些无效的动作,将整个加工过程连贯化以减少轧管机的停机时间。
熟悉这一换装工艺的机械操作人员、工程师和经理们组成了一支SMED技术队伍,该技术队伍在开始工作时首先要列出所有在换装过程中所必需的各种工具、供货商、设备和文件清单,并采取必要措施,保证在换装过程开始前准备好这一切。该队伍还必须准确掌握有关所有这些项目所需的一些SMED图表,及避免在换装前经常出现的“忙乱”地准备活动。
该队伍下一步的工作是列出换装过程中所涉及的一切活动。然后以独特的思维方式,要求队伍中的每一名成员提出一条他们认为对缩短轧管机换装时间具有实质性意义的建议。成员给出的答案可以说是五花八门,但所有的建议都为轧管机缩短换装时间做出了贡献。
根据所列的换装活动清单,各步骤之间的关系,以及完成各步骤所需的时间,该队伍对它们做出了逻辑顺序排列。从这一逻辑排序中可以看出,许多活动(如给予适当资源的话)是可以同时进行的。但首先必须确定什么是属于瓶颈问题以及确定所需的人员配置。
在确定活动的顺序和每个活动所需的人员配置问题以后,该队伍便开始计划如何完成次日的换装工作。换装工作被指派到队伍中的所有成员,同时开始制作SMED图表。
当换装活动开始时,所有活动的实际时间被记录下来,并进行标注。这一涉及到几乎整个工艺流程的“范围广泛”的换装活动,以前几乎需要花费30 h,而现只需3.5h就可完成。在换装活动中尽管参与的人更多了,但并不是整个换装过程都需要那么多的人。如过去需要20h才能完成的一项任务,现在只需 4人就可以完成。其中两人约花费了1 h,接下来另两个人又花费了30min。单是这一项,就使机器的停产时间缩短了18.5h。
Rath Gibson公司采用SMED技术的试验成功,已经表明这一技术在轧管机上是可行的,现在他们正准备将此种可能性付诸于实际行动。正如该工厂的经理Vic Bove先生所说的那样:“既然我们对所有的轧管机换装过程已建立起一个标准的工作程序,我们目前所面临的最大挑战是宣传这项我们需要实践的项目,并将它应用于我们的轧管机和生产操作的其他领域。我们将继续完善每一个换装过程,为今后进一步提高水平而努力奋斗。”
SMED(Single Minutes Exchange of Die)是在20世纪50年代初期日本丰田汽车公司开发的一套应对多批、少量、降低库存和提高生产系统快速反映能力的技术。这一方法是由日本的新乡重夫先生(Shigeo Shingo)首创的,并在众多企业实施论证过。Single的意思是小于10min。凭借着丰富的经验,他开发了一个可以分析换模过程的方法,从而为现场人员找到了换型时间之所以长的原因,以及如何相应减少的方法。在他领导的多个案例当中,换型时间甚至被降到了10min以下,因此这种快速换型方法被冠名为“单位分钟快速切换”。最初使用在汽车制造厂,以达到快速的模具切换(Exchange of Dies)。模具切换是指机器从生产一种产品转为生产另一种产品,需要更换模具,称之为换模。(end)

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作者:曹安斋 方敏 张治民 柴国瑞

为 了减轻质量和增加刚度,某些耐高压壳体类零件选用质量轻、强度高的铝合金,结构多采用纵、横内筋结构,这给构件的加工带来很大的困难田。研究金属塑性成形 流动的方法有物理模拟和数值模拟两种。前者周期长、投资大沮整个变形过程难以_直接观察;后者免去大量的物理模拟,从而有效地节省投资,节省人力物力,缩 短设计时间和生产周期团。本文通过数值模拟研究了铝合金带筋筒形件的金属流动规律,并得出了挤压温度与筋高的关系,为实现生产提供了理论依据。
1 零件成形工艺方案的确定
本 零件材料为防锈铝合金LF6,零件图如图1所示。该件为纵、横内筋结构件,纵向有10条筋,横向有2条筋,宽度为10 mm,突起为5mm,成网格状。本例采用单工步等温挤成形工艺,即下料,均匀化处理(400℃保温6 h,然后再升温到480℃保温6h),去除氧化皮一成形,冷整形。

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2 三维数值模拟模型与条件加载
2.1 模型的建立
有限元模型是对物体实际模型的简化,根据本零件的对称性,仅取整个坯料的1/6作为模拟对象。采用Pro/E软件对模具进行三维造型,然后导人MSC/Marc软件,建立模型图。模拟分析简图如图2所示。采用MSC/superform软件进行模拟分析。

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2.2 模型参数定义
模型几何参数凸模压下速度为1 mm/s,坯料由边长为2.75 mm的5 537个六边形单元组成,在变形过程中当单元的边长超过3mm时,对网格进行自动重划分。
模型材料参数模型中材料为asm_Alum_21,弹性模量为70GPa,泊松比为0.3,密度为2.64 g/cm3。
摩擦系数凸凹模的摩擦系数为0.2。
2.3 挤压过程金属流动规律
图 3表示带筋筒形件毛坯挤压成形过程中不同阶段的变形网格图。从图中的网格变化看出,筒体区域变形较小,零件的塑性变形主要集中在筋部位。随着凸模向下运动 和凸模镶块的径向运动(水平运动),网格筋逐渐被充满,变形最剧烈的区域就是纵横筋的交叉部位,剧烈的变化导致畸变的网格数目越来越多,中间进行了网格重 划分。

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2.4 不同温度与筋高的关系
图 4分别对不同温度进行了数值模拟,其温度与成形筋高的关系。可以看出,随着坯料加热温度的升高,毛刺有所减少,这是因为温度上升后坯料的变形抗力下降的结 果。因此温度的升高,对变形趋于均匀化有利。温度越高所成形筋高越高,但挤压温度过高不仅会发生过烧现象,容易发生裂痕,而且容易和模具产生粘结。挤压温 度过低,对设备要求高,而且容易使模具发生变形0故挤压温度应选择440℃左右为宜。

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3 结论
(1)通过对6种不同的挤压温度进行数值模拟,得出挤压温度应选择440℃左右为宜口
(2)由模拟结果可知,筋高随着挤压温度的升高而升高。
(3)数值模拟可减少零件塑性成形时实验工作量,为其毛坯合理的选择及模具结构的优化提供科学的依据。(end)

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弊社は専門なエンドミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は:

(1)精密HSSエンドミルのR&D

(2)Carbide Cutting tools設計

(3)鎢鋼エンドミル設計

(4)航空エンドミル設計

(5)超高硬度エンドミル

(6)ダイヤモンドエンドミル

(7)医療用品エンドミル設計

(8)自動車部品&材料加工向けエンドミル設計

弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエンドミル~大型エンドミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

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弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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作者:赵雅丽 刘全坤 王强 胡龙飞

挤压是一种少无切削的先进加工工艺,在机械、仪表、电器、轻工、宇航、船舶及军工等部门都有广泛的应用[1]。挤压筒(凹模)工作时承受很高的单位压力,该压力并非沿凹模全高均匀分布,载荷作用区间的长度和位置是随着工作条件改变的。目前进行的研究大都是以厚壁圆筒理论为基础,有限元分析时一般将其简化为平面应变问题,进行横截面上的应力和变形分析,对于轴向应力未加考虑,这与实际情况不符,且对于非均布载荷作用下的应力分布和变形的研究较少。准确分析挤压筒在局部内压力作用下的变形及应力分布,对多层套挤压筒的结构设计、充分发挥模具材料的潜力和保证挤压筒的最佳工作性能具有重要意义。本文应用Marc对圆挤压筒在均布载荷不同作用长度和位置下的受力情况进行了数值模拟,获得了应力分布及变形的一般规律,为今后非均布载荷作用力下多层套挤压筒的设计提供了依据。
1 基于Marc的分析过程
1.1 有限元模型的建立
由于挤压筒的对称性,可将其简化为轴对称问题处理,按轴对称单元有限元方法分析[2]。有限元模型采用四边形八节点单元(Quad 8node 28),该单元存在边内结点,是二次单元,计算精度较高。对于整体凹模来说,直径比n=4~6较为合理。以r1=5mm,r2=20mm ,h=30mm和内压力P=1000 MPa为计算实例。设定材料的弹性模量为2.1×105 MPa,泊松比为0.3。边界条件根据凹模底面与下模板紧固的事实,对底面各结点施加纵向位移为零的约束条件,内表面根据内压力分布施加边载荷。Marc 中默认X轴为旋转轴,所建模型如图1所示(以局部均布载荷为例)。

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1.2 网格划分
有限元分析中,网格的划分数量对计算结果的影响很大。模型采用28800个单元,87121个节点。当凹模内壁整个高度作用均布载荷时,模拟结果显示各点径向应力σr为1000 MPa、切向应力σt为1133 MPa,与用Lame公式计算的理论值完全吻合。轴向应力σz很小,接近于零,可以忽略[3]。因为在全高均布载荷作用力下,圆筒的载荷分布对称于中心轴,并沿轴向均相同,可以简化为厚壁圆筒[4]。这时应用Lame公式计算准确可靠,所以我们据此确定单元划分的数量。
2 数值模拟结果分析
2.1 载荷作用区间长度变化时挤压筒的应力分析
以直径比n=d2/d1=4为例,分析对比了载荷作用于凹模中部,作用区间长度分别为凹模高度的1/4、1/3、1/2、2/3、3/4及全高时凹模内壁的应力分布。从图2可以看出,当载荷作用区间的长度减小时,凹模内壁各处的主应力差值明显小于作用于全高时的值,即小于按照Lame公式计算的理论值。同时,我们从模拟结果中提取了这几种载荷工况下内壁的Mises等效应力,这是由于一般金属材料的实验数据更接近于Mises屈服准则。

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通过对比可知,Mises等效应力的变化趋势与按照Tresca准则计算的主应力差相同,但数值小15%。说明根据Lame公式和Tresca屈服条件选择的模具结构尺寸偏大,即在相同的结构尺寸下,局部受压的模具能够承受更高的内压力。为简化模具设计,考虑模具承载能力的上述变化,提出载荷作用区间长度不同时,按照公式(σt-σr)=k[σ]进行强度校核。k是与内压力作用区间长度有关的修正系数。全高均布作用力下k=1,则当载荷作用于凹模中部,作用高度为1/4、1/3、1/2、2/3、3/4时凹模内壁的最大主应力差,分别与作用于全高时的主应力差值做商得对应的k值。在Matlab中实现曲线拟合,如图3,并得到相应的五次多项式:

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模具设计时,当直径比=4时,可根据毛坯在凹模中的作用长度,按照上式计算值,并建立相应的强度校核表达式(σt-σr)=k[σ]。

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2.2 载荷作用区间位置变化时挤压筒的变形及应力分析
设载荷作用区间长度为1/2不变,改变作用区间的位置。研究了载荷分别作用于凹模下半部分、中下部分、中间部分、中上部分和上半部分五个不同位置时的应力分布和变形规律。从图4中可以看出,随着载荷作用位置的改变,主应力差(σt-σr)发生相应的变化。内压力作用于凹模两端时最大主应力差值最大,作用于中部时最小。图5表示了这几种情况下凹模内壁沿半径方向的位移,可以看出径向位移随载荷作用位置变化的趋势与主应力差相同。最大径向位移产生于载荷作用区内,使模腔成腰鼓形;当作用区间位于模口附近时,模腔成喇叭形。从有利于卸件及提高模具许用应力两方面考虑,挤压时宜使毛坯置于模腔中上部。由于径向位移和应力分布沿模高不均匀,建议在模具的加工和装配中,组合凹模预紧圈的高度和位置应根据挤压毛坯对凹模的实际作用情况加以调整。

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2.3 轴向应力σz的分布
按照厚壁圆筒理论,无端盖筒体内轴向应力σz=0,但是通过对载荷作用长度为1/2,分别作用于凹模中下部分、中间部分、中上部分三个不同位置时凹模内壁的应力分析表明,如图6:在凹模内壁σz不仅存在,而且分布较为复杂,既出现压应力,也出现拉应力,最大时均接近600MPa。按照Tresca 屈服准则进行强度校核时由于为第二主应力,不影响计算结果,但是按照Mises屈服准则计算时,数值较大,对结果影响大,不应忽略。

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3 小结
(1)内压力作用区间长度越小,凹模内壁的主应力差(σt-σr)就越小。通过在强度校核公式中引进修正系数k,可按照Lame公式对局部内压力作用下的整体式挤压凹模进行更为合理的设计。
(2)内压力作用区间的位置改变时,凹模内壁的主应力差(σt-σr)也发生变化,且作用区间位于模腔中部时最大主应力差值最小。
(3)凹模内壁最大径向位移产生于载荷作用区内。综合考虑凹模受载变形对卸件的影响和提高模具承载能力,挤压时使毛坯位于模腔中上部较为有利。
(4)局部载荷作用力下,凹模内壁的轴向应力σz不仅存在,且分布复杂,数值较大。生产中为使模具设计更贴近实际,应考虑轴向应力σz的影响。
(5)在组合凹模设计中,加强圈的位置和高度应根据毛坯在凹模内的位置和高度加以调整。局部均匀载荷作用力下整体凹模的变形及应力分布规律为组合凹模的设计提供了更多依据。
参考文献
[1] 洪深泽.挤压工艺及模具设计[M].北京:机械工业出版社,1995.
[2] 陈火红.Marc有限元实例分析教程[M].北京:机械工业出版社,2002.
[3] 李燕,刘全坤.多层组合圆挤压筒变形及应力分布规律分析[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2002,25(6):1154-1158. [4] 徐秉业,刘信声.应用弹塑性力学[M].北京:清华大学出版社,1995.(end)

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弊社の製品の供給調達機能は:

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作者:邵先生

在一种带有铰接系统的高端厨柜的应用中,采用可注射成型的LATIGLOSS增强混配材料来替代扎马克锌基压铸合金,不仅降低了重量和成本,而且产品的外表更为平整、精美。本文通过一系列的模拟分析,证明了LATIGLOSS材料在该应用中的独特优势。
在越来越多的替换金属的实例中,增强热塑性塑料是应用非常广泛的一种替代材料。与金属相比,这种可注射成型的塑料的优点及其所带来的成本效益为几乎所有的工业部门所关注。基于长期以来对增强聚合物及相关的工艺技术的持续研发与改进,目前欧洲最重要的、独立经营的混配商LATI公司已开发出了一系列新的、可注射成型的增强混配材料,从而在很多应用中成为替代扎马克锌基压铸合金(zamak)、铝合金或其他复合材料的更优之选。
多年来,LATI公司一直致力于为家具工业的设计构思提供独特的解决方案。在EFFEGI BREVETTI 项目中,通过与家具工程领域中的设计师们紧密合作,使得LATI高性能的混配料被成功地应用于一种带有铰接系统的高端厨柜中。由于取代了扎马克锌基压铸合金,在降低重量和成本的同时,还使产品的外表更为平整、精美。
这种新型的高端厨柜采用了一种独特的设计构思:以一块板为基体,其他所有的部件都安装在这块板上;用第二块板来固定所有的其他部件;第三块板通过杠杆系统被固定在移动门上;一个多层的杠杆系统配备了制动气体活塞,从而使其运动十分平滑;一种复杂的铰接系统被用在吊柜的垂直门上,铰接系统由防护罩保护。

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带有铰接系统的高端厨柜

板的加工
以往,所有的组件都由扎马克锌基压铸合金制成。EFFEGI BREVETTI 项目组的主要任务是,引进一种可塑性混配物来替换扎马克锌基压铸合金,以减轻金属部件的重量,并降低成本。该项目开发的一个指导思想是,继续使用原有的金属部件成型设备。第一个需要重新设计加工的部件是大型锁定板,它能起到制约移动部件移动的作用。
当采用扎马克锌基压铸合金时,由于作用在该金属板上的外部载荷相对较小,因此不需要对其几何形状、加强筋和厚度等进行优化处理。其注射成型中使用了2个宽而薄的浇口,并且浇口的布置是沿型腔边缘摆放的。基于上述原因,在用塑料替换金属的最初阶段,并没有对板的几何形状进行优化,结果导致了诸如表面光洁度不好、尺寸稳定性较差以及整体性能差等问题的出现。
研究后发现,产生这些问题的主要原因是不合理的几何形状以及浇口处的快速冷却,从而使得在成型过程的最后阶段,保压压力明显降低。随之而来的问题是,在预压实验中,受气体活塞外力的作用,板的端部出现了断裂。显然,这种机械性能极好的混配料在此应用中失败的根本原因是增强纤维取向的不合理以及冷焊接痕的影响。

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被重新设计的部件

材料的选择
一般,采用玻纤增强聚合物制成的产品很难同时在“优异的机械性能”与“良好的表面光洁度”之间获得完美的平衡。这是因为,玻璃纤维经常会在聚合物的表面留下痕迹,从而影响部件的外观。而要想获得完美无暇的光滑表面,就会以降低使用性能为代价。
在最初的实验中,最先采用了增强芳香族聚酰胺。但实验后发现,LATIGLOSS混配料才是最佳的解决方案。LATIGLOSS混配料的优点是:50%~60%的玻纤含量使其机械性能极佳,为特殊结构部件的应用提供了最佳选择;专利的基体配方使材料的色彩光亮,完全不会因为高含量玻璃纤维或碳纤维的增加而引起典型的缺陷,从而为成型部件带来了完美的表面光洁度;即使成型部件的几何构型有问题,仍具有优异的尺寸稳定性。其中,以聚酰胺66为基体原料的LATIGLOSS 66材料具有良好的加工性能,可在低温、低压下成型,对模塑设备的要求不高,因而被选为新的替换材料。

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断裂出现在板的端部

结构分析及优化
对于应用在结构部件中的聚合物材料,首先需要检验其在应用的整个生命周期内,是否能够承受一些边界条件以及外界载荷,以便于在开模前对部件的几何形状进行必要的修正。为此,EFFEGI BREVETTI 项目组进行了以下分析计算:对板可承受的外力进行静态评估,因为柜门的顺利 “开/关”是在气体活塞外力的推动下完成的;在考虑活塞外力的基础上,预测板的使用寿命,一般要求达到10年。

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初始的几何形状:应力分布

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改进后的几何形状:应力分布

在此应用中,活塞的推力很大,一般超过80kg,这样大的外力即使是对于扎马克锌基压铸合金板而言,也会在静态实验中使其外壳和锁定凸耳被冲断。通过有限元分析可以判断,断裂是由活塞处的弯曲应力引起的,而不是拉伸力。接下来,需要对板的蠕变现象进行深入研究。一般,板的蠕变是由持续的内应力引起的。
为了模拟板被固定到家具上时的受力情况,先假定它被连接到一理想的刚性表面上。模拟结果显示,即使这块板能够承受活塞的推力,也会在10年的使用期内出现明显的弯曲,从而导致其使用功能的减退。因此,有必要对板的几何形状进行修正以提高其整体性能。在此,使用有限元模拟(FE)技术显得非常必要。
为了使纤维沿着有效的方向排列,以获得必要的功能,对板的三维结构和加强筋的分布重新进行了调整,同时对板的厚度也重新进行了修订,结果,应力分布得到明显改善。
经改进,原来应力过度集中而极易产生断裂的区域现在变成了应力可以承受的区域。计算结果显示,这个区域的Von Mises应力减少了多达50%,从100MPa减小到了40 MPa。另外,蠕变现象也明显减少,从而避免了结构变形,满足了使用寿命的要求。计算表明,即使连续使用10年,也只产生0.2mm的位移。

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加强筋的分布

Moldflow分析和模塑工艺的优化
对于板类结构件,除了必须具有极高的力学性能外,还必须具有良好的平整度。
EFFEGI BREVETTI 项目组利用 Moldflow软件进行了有限元动态模拟分析,以对整个模塑工艺进行筛选。通过对注射、填充和变形过程的仔细研究,认真评估了这些工艺参数以及结构增强方案对模塑部件的影响。

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初始的几何形状:蠕变变形

模拟结果表明,LATIGLOSS材料对模塑工艺的要求与那些普通的、填充了大量玻璃纤维的聚酰胺66的情况相当接近。此外,在80~90℃的模塑温度下,还获得了优异的表面光洁度。该模塑过程简便,不像 PPA或其他芳香族聚酰胺材料那样,由于较高的熔体粘度而导致填充模腔时需要很高的熔融温度。
模拟结果还表明,应该从增强整个板的刚性的纤维取向方向上,尤其是应该沿着结构加强筋来寻找部件产生变形的原因。
这种模拟对于确定合适的工艺方案是一种强有力的工具,它有助于选定一个合适的壁厚和流峰,从而控制线性伸缩量。在EFFEGI BREVETTI 项目组与LATI的努力下,用LATIGLOSS材料生产出了高质量的部件。随着板的平整度得到提高,其在家具上的安装更为便利。

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改进后的形状:蠕变变形

金属件替换范围的扩展
随着第一块金属替换件的成功,EFFEGI BREVETTI 项目组马上将这个成功的解决方案应用于替换整个铰接系统中的其他金属件。这些新替换的塑料板具有美观的外表和优异的整体机械性能,使得EFFEGI BREVETTI 项目组可以把LATIGLOSS混配物继续成功地应用在结构件和覆盖件上,同时还满足了客户对部件外观和性能的要求。

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BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting toolaerospace tool .HSS  DIN Cutting toolCarbide end millsCarbide cutting toolNAS Cutting toolNAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end milldisc milling cutter,Aerospace cutting toolhss drillФрезерыCarbide drillHigh speed steelCompound SharpenerMilling cutterINDUCTORS FOR PCDCVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) Core drillTapered end millsCVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden FingerPCD V-CutterPCD Wood toolsPCD Cutting toolsPCD Circular Saw BladePVDD End Millsdiamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE Single Crystal Diamond Metric end millsMiniature end millsСпециальные режущие инструменты Пустотелое сверло Pilot reamerFraisesFresas con mango PCD (Polycrystalline diamond) ‘FresePOWDER FORMING MACHINEElectronics cutterStep drillMetal cutting sawDouble margin drillGun barrelAngle milling cutterCarbide burrsCarbide tipped cutterChamfering toolIC card engraving cutterSide cutterStaple CutterPCD diamond cutter specialized in grooving floorsV-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert PCD Diamond Tool Saw Blade with Indexable InsertNAS toolDIN or JIS toolSpecial toolMetal slitting sawsShell end millsSide and face milling cuttersSide chip clearance sawsLong end millsend mill grinderdrill grindersharpenerStub roughing end millsDovetail milling cuttersCarbide slot drillsCarbide torus cuttersAngel carbide end millsCarbide torus cuttersCarbide ball-nosed slot drillsMould cutterTool manufacturer.

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ようこそBewise Inc.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

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弊社は専門なエンドミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は:

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弊社の製品の供給調達機能は:

(1)生活産業~ハイテク工業までのエンドミル設計

(2)ミクロエンドミル~大型エンドミル供給

(3)小Lot生産~大量発注対応供給

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弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

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作者:常云朋 常家东 段雷

目前,许多注塑模具生产企业广泛应用了各种CADCAM系统以及各种数控加工方法和手段,这些都大大提高了注塑模具生产的质量和效率。然而,作为模具生产过程重要一环的工艺设计阶段的效率仍然较低。为此研究计算机在注塑模具工艺设计过程的应用,开发注塑模具CAPP系统已经成为缩短制造周期的主要技术手段之一。
1 CAPP系统及其现状
计算机辅助工艺过程设计(Computer aided process phnning,CAPP)是通过向计算机输入被加工零件的几何信息和加工工艺信息,由计算机自动生成工艺路线和工序内容的设计过程。其内容涵盖了毛坯选择、加工方法选择、加工顺序安排、工序内容确定、工艺装备选择、工艺参数计算和工艺文件输出汇总等。
目前,我国CAPP系统的研究已经从最初的基于智能化和专家系统思想的CAPP系统、基于低端数据库的CAPP系统发展为完全基于数据库,采用交互式设计等多种设计方式的综合型CAPP系统。然而,与产品的设计过程相比,工艺过程设计具有经验性强,涉及影响因素多等特点。一些CAPP系统由于和企业的需求相差较大,不能像CAD系统一样在各类企业均能得到广泛的应用。为此针对不同类型企业的需求特点以及企业产品类型特点研究、开发相应的CAPP系统是CAPP实用化的基本途径。
2注塑模具CAPP系统总体结构
2.1系统需求分析
鉴于CAPP系统对应用环境的依赖性。与注塑模具企业的应用实践相结合开发面向注塑模具的CAPP系统是解决该类企业工艺设计快速化的根本途径。
注塑模具企业在生产组织方面属于订单式单件生产,整个生产组织均围绕订单(注塑模具产品)展开,生产的每套模具均为新产品,且要求的交货周期短。在产品结构方面,注塑模具结构复杂,成型部分结构随注塑件形状不同而灵活多变,而其它部分如:模架、导向机构、分型与抽芯机构、推出机构等结构变化相对较小,工艺设计时可以在不同产品借鉴。在加工制造方面,注塑模具要求的加工精度高、工艺流程长。并且,由于模具成型部分形状结构复杂,加工中除了使用常用的机械加工设备外,还经常使用电火花成型加工、电火花线切割等特种加工设备。总之,与一般产品工艺设计相比,注塑模具工艺设计在工艺多样性和经验依赖性方面的特点更加突出。因此,在注塑模具CAPP系统设计中要充分考虑工艺设计的灵活性和经验继承问题。使整个系统基于注塑模具产品结构关系进行,依据模具装配关系进行工艺设计。在经验继承方面,将大量成熟的经验知识存储在系统知识库中以供工艺设计时查询和借用。同时系统还应提供多种工艺设计手段,使工艺人员既可以人机交互地进行工艺设计,也可以利用典型工艺进行修改设计,还可以对不同产品问的借用件直接进行工艺借用。
2.2系统总体结构
注塑模具CAPP系统采用US网络体系结构。在C/S模式下,系统中较复杂的计算和管理任务由性能较高的服务器来完成,与用户的交互则由前端的客户机来完成。这样可以大大减少了网络中的数据传输量,充分利用服务器的处理功能,并能保证系统数据的安全性、完整性和一致性。系统总体结构,如图l所示。

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3 系统功能模块及数据库建立
3.1 系统功能模块
注塑模具CAPP系统包括图1所示六大功能模块。产品结构信息管理模块可为注塑模具工艺设计和管理提供产品、零部件的总体信息和结构信息。系统采用直观而又层次分明的产品结构树来表达各产品、零部件间的装配关系,并且通过树节点的属性信息,表达对应零部件的相关信息,如图2所示。产品结构树可以由用户手工建立、通过专用接口读取CAD中的明细表建立或者从PDM系统中直接导入。通过产品结构树,有权限的用户可以进行产品结构的编辑与浏览、产品信息的输入与修改等工作。
以产品结构为基础进行零部件工艺设计和管理。可以方便地实现材料定额、工时定额汇总,提高系统的工作效率。工艺设计模块提供了工艺过程设计的平台,使工艺人员能够围绕产品结构编制零部件工艺规程,得到各类工艺文件。同时还可以对产品工艺数据进行汇总,得到各类工艺报表。在数据库的支持下,系统提供三种工艺设计方式:
3.1.1交互式设计
借助于系统工艺知识库中存储的工艺术语、工艺装备等信息,以人机交互方式完成工艺设计。注塑模具中与成型有关的型腔、型芯类零件可采用此方式。
3.1.2典型工艺编辑
借助于工艺知识库中存储的典型工艺,对其进行编辑形成工艺规程。典型工艺的建立是以结构、功能相似的同类零件为对象,通过将其工艺过程典型化,从而得到具有相同工艺内容的典型工艺。注塑模具中的导柱,导套,浇口套,复位杆等结构件,其结构类似,加工工艺基本相同。系统将这些典型零件工艺作为典型工艺,当对类似零件编制工艺时,可直接调用、修改,提高工作效率。

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3.1.3工艺借用
前段时间给我不同注塑模具产品具有相同零件时,可采用工艺借用方法。对于零部件借用较多的注塑模具产品,该方法可以显著缩短工艺设计时间。
工艺文件管理模块提供工艺文件的浏览、打印输出等功能。在检索工艺文件时,工艺人员可以设定一定的检索条件,从而快速地从工艺文件数据库中查找到需要的工艺内容供用户浏览或输出。
工艺资源管理模块对工艺设计中涉及的制造资源、工艺知识以及典型工艺进行管理。其中制造资源包括设备、工装等资源的属性和状态信息。工艺知识包括常用术语、材料、工艺规则等信息。系统用户根据其权限可以浏览、修改、添加或删除各类工艺资源。
用户管理模块包括用户信息管理和用户权限管理两方面内容。为了保证工艺文件的安全性,需要根据用户的工作职能设置相应权限,使特定权限用户只能完成特定的操作。系统用户权限分为系统管理、工艺设计、工艺审核、一般用户等。工作流程管理模块可以完成简单的工作流程控制功能。工艺设计一般要经过设计、审核、批准、会签等流程,根据企业的工艺设计流程可定义相应的过程模型,从而控制工艺设计任务在具有不同权限的用户间按预定的顺序传递和执行。
3.2系统数据库建立
后台数据库是注塑模具CAPP系统的重要组成部分。CAPP系统在运行过程中要使用并产生大量的数据和信息,如:产品数据、工艺数据、加工数据、用户信息等。这些数据与信息均存储在系统数据库中。系统设计并建立了以下数据库:产品信息库、工艺知识库、工艺数据库和用户信息库。产品信息库存储相关的产品结构信息、工艺分工计划及综合工艺信息。工艺知识库存储系统的工艺信息模型、资源数据、工艺规范等信息。工艺数据库存储系统的工艺规程、工艺文档、工序图等信息。用户信息库存储用户的一般情况信息以及用户权限、角色信息。

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系统数据库可为整个系统的实现提供底层数据支持,系统各功能模块与数据库的信息访问流程,如图3所示。
4 结论
工艺过程设计的经验性和环境依赖性要求开发的CAPP系统必须与企业的生产实际相适应。针对注塑模具企业的产品特点与生产实际研究开发了面向注塑模具的CAPP系统。系统以产品结构为基础,在开放的系统内部数据库和知识库的支持下可以完成产品结构管理、工艺设计、工艺管理、用户管理等任务。该系统可提高注塑模具企业工艺设计的效率,保证工艺文件的规范性和一致性。

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