如何提高冲压模具设计的可靠性和设计效率?

2016-10-05
NEWSKY
1968

  在整个模具设计、制造和生产过程中,模具维修是考验一个师傅思考问题与解决问题能力的重要环节,而模具设计,则需要设计师具有丰富的设计与维修经验,以确保模具在设计时,就具有良好的可靠性和量产性。

  另外,在模具设计过程中,设计速度也至关重要。对于一个熟练的设计师,一套1米长的连续模,应当在3~4天内完成所有的结构图和零件图,否则,难以跟上客户对模具的交期要求。

  笔者从事模具行业20多年,在设计上,也算积累了一点点经验。那么,有什么办法,可提高冲压模具的可靠性和设计效率?


1. 工艺要合理

  要提高冲压模具设计的可靠性,模具设计的工艺一定要合理,这是一套模具设计成功的基础。

  设计前,要确认清楚产品图纸的视图角法、批锋方向、料纹方向,料厚、材料的卷绕方向、材料的冲压特性、后续是否需要电镀、形位公差、技术要求等,依据图纸信息,初步制定合理的冲压工艺。

  工艺的合理性,还需特别注意以下几点:

   1)刀口的设计不能影响成品装配性能;

   2)产品和废料,不能同一个方向排出;

   3)必须预留足够空间,以确保冲头和凹模的结构强度;

   4)必须预留合理的空步;

   5)对于具有挤压、精冲、拉深等工艺的模具,需要计算冲裁力,以确定冲床的吨位;

   6)尽量避免单边带料的方式,以确保产品送料的稳定性;

   7)折弯尽可能均衡分布,必要时可采用一出二的方式,以使折弯受力均匀;

   8)对于挤压、精冲、精修、拉深等工艺,需要符合工艺特点,必要时需进行金属塑形成型有限元分析。下图是我们利用synaform对一个连续拉深产品和deform对挤压产品的有限元分析,供参照:

       动力电池一体化设计分析


2. 流程要正确

  正确的设计步骤和流程,能减少设计时的错误,大幅缩短设计时间,提高设计效率。

  设计时,图纸的布局也要合理,合理的布局,就是按照流程,将每一个设计的步骤展示出来,自己审图方便,他人核对也方便。

  正确的设计步骤应该是:

   1)提取产品图,再次确认产品的重要特性;

   2)产品展开图设计;

   3)刀口图设计;

   4)折弯图设计;

   5)排样图设计;设计原则为“所见即所得”

   6)模具断面图设计;断面图设计时,需要按模具的实际结构和尺寸绘制。

   7)上下平面图设计。对于平面图,个人建议将上下模分开,以简化图纸界面,更易于后续的检查和确认。

   8)拆图,绘制零件图;

   9)标注尺寸、填写材料和标准件清单;

   10)检查确认。

  以上的2~5项,是整个模具设计的关键,这些图纸完善后,再绘制装配图,就简单多了。

  


3. 必要的模具设计技术检讨

  技术检讨,是多名设计师,在模具设计前或排样设计后,对模具图纸进行头脑风暴式的集中讨论,以提出更优化的设计方案。这种方法,可有效预防和减少一些工艺性错误,提高模具设计的可靠性。

  模具设计时,设计师经常会由于精力过于集中而陷入某种偏执的工艺和方案中,这时技术讨论可让设计者转换思维,这也是提高设计师设计技能的一种有效方式。


4. 制定冲压模具设计标准,建立标准件库

  通常各企业依据自己的产品特点,都制定有设计标准。但大部分的标准,都建立在机床工作台尺寸,模具基本结构和要求上,对产品的工艺性缺乏指导性意见,建议企业优化自己的模具设计标准,并建立自己的模具设计标准件库,以进一步缩短后续模具设计时间。

  有能力的企业,还可以对常用的模具设计软件进行二次开发。比如AutoCAD,我们就可以将以上的设计过程,用程序编制出来,在模具设计时,只需一个命令,就可以运行这个程序,自动完成绘图过程。显而易见,这不仅大大提高了设计效率,而且还可以通过定制来完成某些专业化的模块。

      另外,一些新的模具设计软件,也可以大胆尝试,比如MISUMI的MOLD EX-Press, 因为集成了MISUMI强大的标准件库,用起来十分方便。如果是汽车覆盖件模具,或者是成型模具的话,还可以用山东大学华天软件最新开发的冲压模具三维设计软件SINOVATION,因为具有自动回弹补偿、自动圆角避让、间隙设计、精准测量等实用性功能,也是非常好用(为国产三维软件点赞)。


  以上浅见,希望对各位冲压模具设计师具有抛砖引玉的作用,掌握好的方法,设计好的模具,让我们的设计师,不再只是埋头苦干一脸囧相的“攻城狮”,而是更有效率、更懂生活的技术大师。


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来源:原创
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