钣金外壳模具与生产过程

钣金外壳使用的模具是采用弹压卸料板，还是采用固定卸料板，取决于卸料力的大小，其中材料料厚是主要考虑因素。随着模具用弹性元件弹力的增强(如采用矩形弹簧)，弹压卸料板的卸料力增强。根据目前情况，当材料料厚约在2mm以下时采用弹压卸料板，大于2mm时采用固定卸料板较为贴近实际。本模具所冲材料的料厚为1mm，因此可采用弹压卸料板。钣金外壳是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(钣金外壳)的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工)，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。钣金外壳加工是借助于常规或用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得形状，尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料，模具和设备是冲压加工的三要素。冲压加工是一种金属冷变形加工方法。所以，被称之为冷冲压或板料冲压，简称冲压。它是金属塑性加工（或压力加工）的主要方法之一，也隶属于材料成型工程技术。钣金外壳与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。钣金外壳冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提升其刚性。由于采用模具，工件精度可达微米级，且重复精度不错、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等。

冲压采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产速率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。

在钣金外壳滑移线法的基本假设为：板料法兰厚度不变，且处于平面应变状态，材料各向同性，无硬化，不考虑摩擦力分布对塑性流动的影响。从对滑移线法的叙述表明，只有形状相对简单的钣金外壳才能建立相应的滑移线场。并且只有在特别简单的边界条件下才能从特征方求解中给出滑移线的数学表达式。一般情况下，需利用特征方程的数值积分，根据给定的边界条件，逐点递推，求得近似滑移线场，这种方法是以变换特征线微分方程为有限差分关系式，并利用滑移线的特征作为基础的。因此滑移线法由于数学运算比较复杂而较难在实际生产中应用。该方法主要基于一些经验计算公式，所以其应用范围受到影响，主要应用于形状比较简单的可展钣金外壳（如旋转形件、弯曲件、或由这些简单形件组合而成的钣金外壳）。总的来说，由经验展开板类件自由曲面的方法都是属于凑合性质的方法，其精度受到使用者经验的丰富程度、所采用的经验公式及具体工艺参数的选择等诸多因数的影响，其准确度有待进一步提升。

模拟法模拟法是在假设条件下，根据许多物理问题数学描述的相似性，通过数学相似理论，采用其它物理介质构成的模型来模拟板料法兰的金属流动。Laplace和Poission方程被普遍用于板料的成形当中。粱炳文等的电模拟法，利用电解液槽装置，测量等势线，可得到的拉深件的毛坯外形，进行测量的工作时间在10min内。此方法需要设计电解液装置及数据测量，因而其精度受到人为因数的影响。另外一种是流体模拟法，它通过简单的流体模拟试验和计算机辅助模拟，来求解多种不规则形状拉深件的合理毛坯形状。粱炳文等根据虚点汇流动模型，实现了一种计算机辅助模拟，用理想流体的点汇场模拟寻求虚点汇场的解，使用微机自动绘制了不同形状、不同高度的拉深件合理毛坯外形，并以半圆头矩形件为例做了实验验证。流体模拟法对模拟介质的要求很严格，它要求介质连续均匀，各向同性，易于流动且粘度大于某值。

级进模中，通过冲切钣金外壳周边余料的方法，来形成冲件的外形。冲件产生翻料、扭曲的主要原因为冲裁力的影响。冲裁时，由于冲裁间隙的存在，材料在凹模的一侧受拉伸(材料向上翘曲)，靠凸模侧受压缩。当用卸料板时，利用卸料板压紧材料，防止凹模侧的材料向上翘曲，此时，材料的受力状况发生相应的改变。随卸料板对其压料力的增加，靠凸模侧之材料受拉伸(压缩力趋于减小)，而凹模面上材料受压缩(拉伸力趋于减小)。钣金外壳的翻转即由于凹模面上的材料受拉伸而致。所以冲裁时，压住且压紧材料是防止冲件产生翻料、扭曲的。

简析钣金外壳生产过程中出现的问题：

一、钣金外壳加工过程中对材料的强压，使材料产生塑性变形，会导致冲孔尺寸趋大。而减轻强压时，冲孔尺寸会趋小。

二、凸模刃口端部形状。如端部修出斜面或弧形，由于冲裁力减缓，冲件不易产生翻料、扭曲，因此，冲孔尺寸会趋大。而凸模端部为平面（无斜面或弧形）时，冲孔尺寸相对会趋小。

三、在具体的生产实践中，针对具体问题作具体分析。

四、冲裁时，钣金外壳产生翻料、扭曲的原因及解决对策。

五、冲切刃口磨损时，材料所受拉应力增大，钣金外壳产生翻料、扭曲的趋向加大。产生翻料时，冲孔尺寸会趋小。