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衝壓鋼板模設計標準

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視圖及範本標準

1. 投影標準:第三角法

2. 圖面視圖標準:

注:

右視圖有必時才繪出

仰視圖可不繪出, 但要在主視圖下應注明板厚及相關技術要求。

3.模具大小的定義。

模具的大小根據其長度來定義。

4. 範本厚度的設計標準。

範本厚度根據具體情況確定,為了節約資源,所在範本採用最小化原則,此板厚標準是基於此原則由經驗豐富的設計師根據標準件及模具結構制定。 所以盡可能採用標準板厚。

1).連續模範本厚度標準:

2).落料模範本厚度標準

3).彎曲模範本厚度標準

5.範本的材質及硬度標準

另外, 如果凹模上所有切料均採用鑲塊形式,

則凹範本可用硬度為40---45HRC的40Cr鋼, 而鑲塊則採用60---62HRC的Cr12MoV、DC53或SKD11。

注:為什麼保證DP、SP、SBP、PP的厚度?

因為許多的PUNCH, DP-INSERT, SP-INSER, 的高度應嚴格控制, 且其高度與DP, SP, SBP, PP有關, 如果一塊板的厚度改變, 其餘相同的板厚及PUNCH、DP-INSERT、SP-INSERT也應跟著改變, 所以應保證DP、SP、SBP、PP的厚度?

6.圖紙標準

所有零件圖紙必須使用中興(A0, A1, A2, A3, A4)標準圖框形式。

圖紙的更改符合ISO9001的要求。

全套模具圖紙應包含的內容:

產品圖紙(產品展開圖)

排料圖或工序圖

模具總裝圖

加工零件圖

模具零件明細表

標準件清單

模具材料清單

4). 圖紙檢查重點:

a.展開圖

展開方法是否正確

是否考慮了補償值

非對稱公差取值是否合理

是否經過自檢和互檢

b.排料圖或工序圖

排料圖或工序圖的工序安排是否合理

毛刺方向與產品要求是否一致

切口問題是否經客戶確認

是否經過評審

c.裝配圖

整體結構是否合理

衝床噸位及合模高度是否正確

160T及以上模具是否裝有抬模裝置

考慮到模具的鎖定和扳手空間

有充分的抬料高度

考慮了導正釘的直徑和長度

考慮了沖頭和卸料板的裝配關係

卸料力通過計算得到

卸料彈簧的數量、種類及分佈合理

考慮了彎曲和翻邊時卸料的可靠性

如有滑塊,其結構是否合理

DP、SP上的讓位考慮周到

卸料螺釘、導料銷在相應板上的沉頭孔深度正確

導料銷和條料的間隙合理

導柱、沖頭等標準件的精度合理

大中型連續模最後一步切廢料採用鑲塊

考慮了各板的強度

細長沖頭的強度可靠

當預感到產品品質或模具可能會有某種問題時,

是否留有改模空間

最後一步工位元分離產品時, SP、DP板上是否有頂料釘

模具設計考慮了模具製造、裝配的工藝性

能連續地達到公差和規定的性能水準

滿足顧客特殊性的要求

落料是否暢通

d.彎曲, 成形等零件圖

彎曲是否帶有壓肩

是否考慮了回彈

e. 各種讓位

彎曲, 成形或翻邊等後續工序是否有適當讓位

PUNCH與SP是否有讓位

f. 配合尺寸

各種相關零件之間的間隙是否恰當

模具圖書寫標準:

標注銑削圖形座標時,須標注出銑刀的軌跡座標.

模具圖中不標範本倒角,但製造時須製造出必要的倒角.

(編號) (名稱) (位置)

MATL:----

QTY: ----

HDN: ----HRC

THICKNESS: ----mm

技術要求注明在主視圖的下方.格式如下:

模具零件圖的標注須體現加工類型和加工內容.

標注符號採用中興的統一標準.

2

模具工作部分的設計

1).沖裁沖頭的設計

沖裁沖頭刃口一般進入凹模刃口以(2-4)t或2-4mm為宜.一般連續模的沖頭長度為Hpp+Hsbp+Hsp+(2-4)t。 靠60, 55標準, 如圖2-1所示:

1.TBP 2.PUNCH 3.PP 4.SBP 5.SP 6.PRODUCT 7.DP

2). 沖頭一般可分為圓形沖頭和異形沖頭.圓形沖頭一般以臺階固定, 異形沖頭的固定有多種形式, 具體採用何種形似應根據產品的精度, 加工精度, 等具體分析, 通常異形沖頭以螺釘固定在TBP上,同時上模座也應鑽與螺釘頭部相應的過孔,以方便調模,

1.TP 2。 TBP 3。 PUNCH 4。 PP 5。 SBP 6。 SP

3). 一些易損的小型圓沖頭,為維修方便,宜設計成如圖2-2所示(更適於大中型模具中)。

4). 一些大型的沖頭可採用銷釘定位和螺釘反鎖緊固的方法。

5). 沖頭非固定部分一般應以圓弧過渡(一般為R10)。

6). 沖頭與範本的配合間隙。

沖頭一般以SP定位如圖2—3所示:

1.TBP 2.PP 3.PUNCH 4.SBP 5.SP

PP型腔尺寸=沖頭尺寸+0.01—0.02mm/side。

SP型腔尺寸=沖頭尺寸+0.05—0.02mm/side。

這種配合方式適用於有小導柱對卸料板導向, 且沖頭直徑較小, 凸凹模間隙較小。

連續衝壓中沖頭如允許, 形狀可儘量設計成非對稱形狀, 以避免沖孔廢料或沖件跳出刃口損壞模具。

2.沖裁凹模的設計。

凹模型孔尺寸=沖頭+0.05—0.07t/side, 一般取0.05t/side,塑性差的材料可取大值, 較好可取小值。

凹模刃口應鋒利, 且有效刃口高度及錐度:一般刃口高度為2—4t, 錐度為1度。

一些孔徑較小, 料較厚, 批量大的零件的凹模為方便維修, 一般設計成鑲塊形式。

當同一塊凹範本上兼有切料和彎曲或成形時, 應將凹模刃口或彎曲 成形處做成INSERT, 以方便研磨。 如圖2—4所示:

3.鑲塊設計

鑲塊的設置目的主要是為了加工或維修方便,一般有卸料板鑲塊(SP INSERT)和凹範本鑲塊(DP INSERT)。

一般鑲塊應儘量設計成非完全對稱,以防裝配時放錯,打壞模具。

當鑲塊設計成矩形時,一般設計成3個小倒角,1個大倒臺角,相應的範本型孔設計成3個小圓角,1個大圓角。

拼合面應儘量避免在圓弧部分

上下鑲塊的結縫面應錯開

鑲塊的緊固一般有三種形式:

a. 螺釘固定

一般卸料板鑲塊採用螺釘反鎖在卸料墊板上,凹模鑲塊設計成正鎖在DBP上,同時鑲塊上的螺釘過孔應攻有螺紋,以方便拔出。如圖2—6所示:

SP中的INSERT也可以正鎖,但TP,TBP,PP中應螺釘的讓位通孔。以方便調模具。

b. 過盈配合。

一般過盈0。005,只適用於凹範本鑲塊,而且易被沖頭帶出。

c. 掛台形式

此種緊固方法不利於維修與更換。如圖2—7所示:

7). 當鑲塊無法用螺釘鎖定時,則凹模鑲塊用單邊過盈0.005配合,但卸料板上的鑲塊必須用臺階固定。當用螺釘鎖定時,鑲塊與範本配合一般為零間隙。

4.彎曲工作部分設計

彎曲工作部分的結構設計主要從回彈方向考慮。防止回彈常用以下幾種方法:

a) 改變彎曲部分的受力情況,

如圖2—8,使彎曲整個部分受壓應力。

如圖2—9,使彎曲部分內外都受拉應力,改變了工件外部受拉應力,內部受壓應力的狀況,有效的防止工件的回彈

b) 採用補償法,如圖2—10,根據估算的回彈量,使沖頭帶有一定的後角。

5. 翻邊結構設計

1. 導正釘的設計

1).導正釘主要用於連續模中對材料精確的導向,一般導正孔在沖側刃或在側刃的下一道 工序中沖出,在後一步工序設置一對導正頂,以後根據需要設置,在容易竄動的部位應有導整套頂。導正釘一般設置在載體上,與可利用工件本身的孔作為導正孔。其直徑一般應大於2.0。在可能的情況下盡可能取大值。

2).一般導正釘頭部形狀有以下三種,如圖2—10。

圖(a)所示導正釘,可用於任何直徑d=導正孔直徑-(0.02—0.03)

H1=(0.5—1)t H2≤6.5

圖(b)所示導正釘,主要用於d

d=導正孔直徑-(0.02—0.03)

H1=(0.5—1)t

圖(C)所示導正釘,主要用於d≥6

d=導正孔直徑-(0.02—0.03)

H1=(0.5—1)t H2=6—8

3). 導正釘與範本之間的讓位如圖2—11所示:

一般地,若產品為厚材料,導正釘與範本之間的讓位取大值,為薄材料時則取小值。

7.氣吹廢料

對於高速衝壓過程中,當條料較薄時很容易引起跳廢料,常用吹氣來防止跳廢料。

1).上模吹氣

圖2—12是採用上模吹氣

當沖頭較大時,採用沖頭上裝彈簧頂料機構,如圖2—13。

2).下模吹氣

圖2—14是採用下模吹氣。是使落料孔中產生一定的負壓來防止跳廢料。

3).對於極小的凸模橫截面,採用把沖頭加工成錐形,凸台或氣槽,使製件或廢料與凸模分離,如圖2—15。

4).當廢屑易帶到凹範本上時,可採用如圖2—16的機構。

3

模具導向部件設計

(本章所列舉的標準件為盤起的標準件)

1、 內導柱,內導套的設計。

1)、內導柱,內導套主要應用於連續模和沖孔落料模中,能很好的保證PP,SP,DP三塊板的相對位置精度,有效地保護細小凸模,保證凸凹模間隙均勻。

2)、連續模中,一組板的內導柱一般設置4根。一般小型連續模直徑可選取13—16mm。大中型連續模選用20mm以上,一般採用盤起公司的SSGPH和SSGOH兩種規格(160噸以上)或者嘉得公司的相關標準件。

3)、內導套一般與內導柱配套使用,一般採用SSGBH。用厭氧膠與範本粘結,一般間隙取0.02—0.03mm/side,且要求孔壁清潔無油污。

4)、小導柱在自由狀態下應露出SP板20—30mm為宜。

5)、下模為了防止由於導柱的導入匯出引起排氣不暢或局部真空,應設置氣孔或氣槽。如圖3—1所示:

1.TBP 2.PP 3.內導柱 4.SBP 5.SP 6.內導套 7.DP 8.DBP 9.DS

6)、內導柱應設置得非完全對稱,以防止裝模時出錯。一般使某一內導柱在某一座標上偏移3~5mm的整數。

附:內導柱,內導套的選用見下表:(次表提供標準件為盤起標準件)

2.外導柱,外導套

外導柱應先導入外導套20—30mm後,內導柱再導入內導套。見圖8—1。

一般單動模和較為簡單的小型連續模選用二個導柱,精密的連續模則必須選用四個或四個以上。

單動模外導柱一般採用對角或中間佈設,但必須考慮上下模座的裝夾位置和方便送料。

單動模一般採用滑動導柱,如MMYJP,但範本和模座邊緣離導柱定位塊5—10mm。

連續模一般採用帶鋼珠保持圈的滾動導柱。MMYJP常用於小型連續模,而大中型一般採用RRS,QQS。

為防止導柱與上模座頂撞,一般在上模座開設一孔,且直徑應大於導套孔2—3mm。當模具完全合模以後,外導柱應不超過上模座,以免打壞衝床和模具。

4

模具導料,浮頂結構和卸料結構的設計

1、 浮動導料銷

浮動導料銷不但能導向材料向前送進,同時還能在衝壓回程時將材料上抬,頭部臺階還起剛性卸料的作用。所以其位置盡可能靠近導正孔。如圖4—1所示:

h1=衝壓件順利送料所需最低高度+(1~3)mm

h2=t+(1—2)

T= h3+(h2-t )/2

A=B+(0.3—0.6)

2、 頂杆,頂塊

結構(a)是普通的頂杆,應用廣泛;

結構(b)主要造用於條料剛性差,同時又沒有成形的部位。

因此該機構由於托起面積大而提高條料剛性。

頂杆,頂塊一般與浮動導料銷配合使用

3、 卸料結構

結構(a)主要應用于單動模以及簡單的小型連續模;

結構(b)主要應用於大中型的精密連續模,同時也比圖(a)裝拆方便。

4、 限位釘的設計

連續模中,在開始進料時,為防止卸料板與板料單邊接觸而傾斜,減少模具壽命,需要在卸料板上開容料槽。一般容料槽有兩種形式。如圖4—4所示:

圖中t為板料厚度,d為板料寬度。

t=0.1-0.3mm時採用(a),

t=0.3-0.5mm時採用(a)或(b),

t>0.5mm時採用(b)。

為了加工方便,有時也採用圖4-5的結構

5、 彈簧選擇原則

彈簧應保證卸料力足夠,且分佈合理

彈簧壓縮量彈簧許可壓縮量;

彈簧長度=彈簧預壓量+模具自由狀態下彈簧的長度。

卸料力應通過計算:

彈簧應對稱分佈。

5

支承件設計

1、 模柄

模柄是連接衝床與模具的重要部件。常應用於小型模具上模的固定。其結構有多種形式,我們通常用以下兩種:

5-5

注:

為細牙螺紋。

模腳。

模腳結構如圖5——2所示:

一般H應>50以上。如果下模設有氣墊頂杆,則需100以上。

一副模具中有二組或以上的板時,板與板的接合處應設置模腳。

模腳緊固地下模座上。

為了叉車上下模具的方便,模腳與模腳之間距離應>130以上,但必須<範本的長度。

6

探誤裝置

為了防止自動衝壓時材料誤送造成疊打而損壞模具,在模具上安裝了探誤裝置,使模具在異常情況下自動停機。其結構有多種形似,我們通常採用如圖6—1所示的結構:

6-1

1.TP 2.螺塞 3.彈簧 4.TBP 5.觸點開關 6.連杆 7.PP 8.探誤杆 9.SBP 10.SP 11.導正釘

導正釘與探誤杆有以下關係:

其中L2的大小由L1決定,如:當材料誤送超過0.5時,衝床停機,則

L1-L2=1.0

對於探誤杆頭部通常也採用另外一種形式,如圖6-2:

6-2

其中探誤杆的直徑根據模具大小和條料寬度來決定

7

模具設計中文本標注標準

1、 一般規定

1)、圖紙中未注公差的一般規定

X. 0.5

X.X 0.1

X.XX 0.01

X.XXX 0.005

X.XXXX 0.0002

2)為滿足銑床工藝方面的要求,範本的尺寸標注應使用絕對座標的形式

2、 銑床、鑽床加工的文本標注要求。

銑床、鑽床加工包括:鑽孔,攻絲,鉸孔,鑽臺階孔,銑型腔等。

銑床、鑽床加工一般尺寸標注為X.X,表明其公差為 士0.1,但通常情況下X.X表明加工工藝為銑或鑽,其公差為機床所能達到的公差。鉸孔標注為 XH7,按國家標準。

標注文本時,需說明工藝要求,並需標注工藝尺寸,如穿絲孔等。但攻絲和鉸孔無需標明底孔直徑。如圖7——1所示:

DR 8.0 THRU-------鑽8.0的通孔

TAP M8 THRU----攻M8的螺紋,攻通

REAM 8.0 THRU------鉸8.0的通孔

DR 8.0 THRU,CB 12.0 DP 8.0------鑽8.0的通孔,正面銑 12.0 深8.0的臺階孔

DR 8.0 THRU ,CB 12.0 DP 8.0 FS------鑽8.0的通孔反面銑12.0深8.0的臺階孔

4)、有關術語的中英文對照

鑽:DR 攻絲:TAP 鉸:REAM

鑽臺階孔:CB 銑:MILL 通孔:THRU

深度:DP 錐度:TAPER 刃中高度:LAND

正面:FF 反面:FS 線切割:W/C

其中FF,TAP,THRU有時省略。

5)、異形孔或異腔需用標記引出在範本外標注位置尺寸,並在文本一欄中標注加工方向和深度及相關加工工藝。

6)、用於安裝大於M10的螺塞的螺紋孔,應注明為細牙螺紋。

3、 線切割加工中文本標注要求和設計要求

1)、基準孔的設置

基準孔是加工和裝配的基準,有基準棒與其配合,通常SP,PP,DP板上的基準孔割成如圖7—2所示的形式。一般情況下基準孔應設置兩個,且兩孔連線應平行於X或Y軸線,盡可能保證其座標與零件的基準的相對座標為整數,且保證內導柱和銷釘孔的座標為整數。面積超過機床最大加工範圍則需設置4個基準孔。

凹範本,卸料板,沖頭固定板,上下模座必須做有基準孔。但上下模座只需鉸出 6H7孔即可,不必割成圖7—2所示形狀。

2)、銷釘孔的設置

銷釘的作用為定位,其圖面的表達方式如圖7-3所示:

同一範本只准設置兩個銷釘孔,且其與基準孔的相對位置為整數,並且盡可能使兩銷釘孔的距離更大。

模座上的銷釘孔應注意機加工工藝,如板太厚時,應設法減少鉸孔深度。如果條件許可,模座上的銷釘孔用加工中心加工,否則設法配做。

3)、穿絲孔的設置

線切割圓形時,穿絲孔設置在圓心。

線切割矩形時,且有一邊長<10mm,穿絲孔設置的幾何中心。

線切割矩形時,且有兩邊>10mm穿絲孔設置在矩行長邊的中心

略5mm處。如圖7—4所示:

4)、異形複雜型孔,型腔的標注

異形的複雜型孔,為保證圖面的整齊,型腔的尺寸標注需用字母在範本內標明,然後在板外標上字母,以便與其它型孔區別。

當範本圖紙附有磁片時,無需把異形孔移出範本標明尺寸,僅需在磁片上畫出機准的尺寸,然後標明間隙為多少。沖裁凹模並標注刃口高度和漏料錐度。

如 W/C PROFILE(A.B.C.D.)=DET.DIM+0.05/S;

1.0 TAPER 3.0 LAND

解釋:線切割割型孔A,B,C,D,實際尺寸按基準尺寸單邊放大0.05mm,且刃口高度為3.0漏料錐度為1.0

所有的圓孔間隙都放好,保證標注尺寸與實際尺寸相一致。

其它複雜型孔視情況而定。基本的原則是加工資訊表達清楚完整。

8

模具設計中的計算

1、 沖模設計中力的計算

1)、衝壓力

Po=L T δ

Po——沖切力(Kg)

L——沖切長度(mm)

T——材料厚度(mm)

δ——材料抗拉強度(Kg/mm)

2)、卸料力

P=K Po

P——卸料力(Kg)

K——卸料力係數(一般取K=0.04---0.07)

Po——沖切力(Kg)

3)、彎曲力

1、 自由彎曲的彎曲力

0.6KBt2δb

V形彎曲 P1=--------------------

R+t

0.7KBt2δb

U形彎曲 P1=--------------------

R+t

式中:

P1——材料在衝壓行程結束時,不受校正的彎曲力(N);

B——彎曲件的寬度(mm)

t——彎曲件材料厚度(mm)

R——彎曲內半徑(mm)

δ、b——彎曲件材料抗拉強度(N/mm2)

K——安全係數,一般取1.3

2、 頂件力和壓料力

頂件力或壓料力P3值可近似取自由彎曲力的30~80%,

即P3=(0.3~0.8)P1

2、彎曲件的尺寸展開

1)、R>0.5t的彎曲件(按中性層不變計算)

L=L1+L2+ π/2(r+kt)

T——材料厚度

K——補償係數(見下表)

2)、R〈0.5t的彎曲件(按體積不變計算)

L=L1+L2+(0.35-0.45)t

當r=0mm時,模具設計時取:r=0.3t

當出現“Z”形彎曲時,應當考慮補償值

4.任何角度的彎曲展開都可用中心層不變原理展開。

4. 翻孔的計算

1) 翻孔的參數參考下表取值

2)、對於表中沒有的,按體積不變計算

即: π(B2-A2)/4(T+H)=π(B2-d2)/4TK

因為實際上前後體積不等,所以乘以係數K,K值從上推出。

(K值一般為0.82~0.85)。

9

工件排樣

工件排樣是衝壓工件及模具設計的重要環節,它直接影響到材料的利用率,工件的品質,生產率,模具製造難易程度,模具壽命等,在排樣時,就注意以下幾點:

排樣時,要特別注意材料的紋向,避免紋向與彎曲線平行,盡可能使其與彎曲線垂直。

排樣時,應充分考慮精確可靠的定位。特別注意導正釘的分佈和直徑。

相對位置精度要求較高的型孔,應盡可能在同一工步沖出;型孔與外形的位置精度要求較高時,應盡可能在相鄰工步沖出。

彎曲成型部位需安排得容易送料和不易變形。

彎曲達不到工件要求時,可採用兩次彎曲或增加整形工位;對於兩個直角的彎曲,為了避免材料的拉伸,可採用先彎45度,再彎90度。

當刃口距離太近時,應設置空步,以提高DP,SP,PP的強度。

排樣時應考慮模具的製造和模具的加工。

對於複雜的型孔,應分解成若干個簡單的型孔進行分步沖裁。但在分解時應注意前後沖次的良好銜接。

為了使材料在衝壓過程中穩定進給,必須在排樣中設置載體,並在連接處把工件和材料連接起來。載體一般設置在材料的兩側,中間部位或單側,載體的大小要有足夠的強度,又要節省材料。帶有導正孔的載體,能校正高速衝壓過程中的竄動。連接處的位置應選擇恰當,既要穩定可靠,又要有利於其他工位和最後工位的切斷,與載體分離。

當預感到工件很難達到設計的要求時,應留有改模空間。

在滿足衝壓條件下,盡可能使材料利用率最高。材料的步距,材料的寬度應取整數。

料的成型的基本步驟為:大成型、沖切、小成型、彎曲、落料。但這些工序並非一成不便,而是根據不同的產品合理的排列工序。

成型時,應充分的考慮材料的流動量,一般情況下應當保證成型過程中條料不變形或少變形。所以有時會適當增加工藝切口。

沖頭形狀的設計應當考慮凹模的強度,沖頭的強度,沖頭的固定,沖頭的加工等各種因素。

彎曲應考慮後道工序的讓位,各種彎曲的先後關係,模具的強度,送料是否順暢。

最後一步產品取出的可靠性。

10

附錄

1、 沖模結構示意圖

2.中英文對照表。

1)、模具工序名稱中英文對照標準:

2)、模具加式零件名稱中英文對照入縮寫標準:

2、 模具壽命與模具材料

1)、模具凹模刃口高度的估算方法

規定模具壽命為2,000,000-3,000,000shoots時,刃口每次研磨量為0.25mm,每次研磨後的生產數為200,000-300,000shoots.

則刃口高度為H=2.5mm,取保險值G=3-4mm。

若要模具壽命為5,000,000shoots,則刃口高度應取H=5-6mm

2)、模具壽命與模具材料的關係

凸模凹模通常採用的材料為XW-10,XW-5,XW-41,XW-42,SKD11(Cr12MoV)ASP23。以上四種主要鋼材特性和抵抗模具失敗能力的比較如下

注:

以上各種參數均以XW-41為標準的比較值。

上表摘自ASSAB STEELS Ltd《工具鋼的實證》PUBL.c-002

為達到預期的壽命:

當沖件材料為SECC,SPCC,SPTE T3通常選凸凹模材料為XW-41。

當沖件材料為stainless steel時,通常選凸凹模材料為ASP23。

3、 公制及美制螺紋(非圓絲攻)(單位:mm)

聲明:以上資料來自網路,如有侵權,我們深感抱歉,並立刻為您處理!

一般鑲塊應儘量設計成非完全對稱,以防裝配時放錯,打壞模具。

當鑲塊設計成矩形時,一般設計成3個小倒角,1個大倒臺角,相應的範本型孔設計成3個小圓角,1個大圓角。

拼合面應儘量避免在圓弧部分

上下鑲塊的結縫面應錯開

鑲塊的緊固一般有三種形式:

a. 螺釘固定

一般卸料板鑲塊採用螺釘反鎖在卸料墊板上,凹模鑲塊設計成正鎖在DBP上,同時鑲塊上的螺釘過孔應攻有螺紋,以方便拔出。如圖2—6所示:

SP中的INSERT也可以正鎖,但TP,TBP,PP中應螺釘的讓位通孔。以方便調模具。

b. 過盈配合。

一般過盈0。005,只適用於凹範本鑲塊,而且易被沖頭帶出。

c. 掛台形式

此種緊固方法不利於維修與更換。如圖2—7所示:

7). 當鑲塊無法用螺釘鎖定時,則凹模鑲塊用單邊過盈0.005配合,但卸料板上的鑲塊必須用臺階固定。當用螺釘鎖定時,鑲塊與範本配合一般為零間隙。

4.彎曲工作部分設計

彎曲工作部分的結構設計主要從回彈方向考慮。防止回彈常用以下幾種方法:

a) 改變彎曲部分的受力情況,

如圖2—8,使彎曲整個部分受壓應力。

如圖2—9,使彎曲部分內外都受拉應力,改變了工件外部受拉應力,內部受壓應力的狀況,有效的防止工件的回彈

b) 採用補償法,如圖2—10,根據估算的回彈量,使沖頭帶有一定的後角。

5. 翻邊結構設計

1. 導正釘的設計

1).導正釘主要用於連續模中對材料精確的導向,一般導正孔在沖側刃或在側刃的下一道 工序中沖出,在後一步工序設置一對導正頂,以後根據需要設置,在容易竄動的部位應有導整套頂。導正釘一般設置在載體上,與可利用工件本身的孔作為導正孔。其直徑一般應大於2.0。在可能的情況下盡可能取大值。

2).一般導正釘頭部形狀有以下三種,如圖2—10。

圖(a)所示導正釘,可用於任何直徑d=導正孔直徑-(0.02—0.03)

H1=(0.5—1)t H2≤6.5

圖(b)所示導正釘,主要用於d

d=導正孔直徑-(0.02—0.03)

H1=(0.5—1)t

圖(C)所示導正釘,主要用於d≥6

d=導正孔直徑-(0.02—0.03)

H1=(0.5—1)t H2=6—8

3). 導正釘與範本之間的讓位如圖2—11所示:

一般地,若產品為厚材料,導正釘與範本之間的讓位取大值,為薄材料時則取小值。

7.氣吹廢料

對於高速衝壓過程中,當條料較薄時很容易引起跳廢料,常用吹氣來防止跳廢料。

1).上模吹氣

圖2—12是採用上模吹氣

當沖頭較大時,採用沖頭上裝彈簧頂料機構,如圖2—13。

2).下模吹氣

圖2—14是採用下模吹氣。是使落料孔中產生一定的負壓來防止跳廢料。

3).對於極小的凸模橫截面,採用把沖頭加工成錐形,凸台或氣槽,使製件或廢料與凸模分離,如圖2—15。

4).當廢屑易帶到凹範本上時,可採用如圖2—16的機構。

3

模具導向部件設計

(本章所列舉的標準件為盤起的標準件)

1、 內導柱,內導套的設計。

1)、內導柱,內導套主要應用於連續模和沖孔落料模中,能很好的保證PP,SP,DP三塊板的相對位置精度,有效地保護細小凸模,保證凸凹模間隙均勻。

2)、連續模中,一組板的內導柱一般設置4根。一般小型連續模直徑可選取13—16mm。大中型連續模選用20mm以上,一般採用盤起公司的SSGPH和SSGOH兩種規格(160噸以上)或者嘉得公司的相關標準件。

3)、內導套一般與內導柱配套使用,一般採用SSGBH。用厭氧膠與範本粘結,一般間隙取0.02—0.03mm/side,且要求孔壁清潔無油污。

4)、小導柱在自由狀態下應露出SP板20—30mm為宜。

5)、下模為了防止由於導柱的導入匯出引起排氣不暢或局部真空,應設置氣孔或氣槽。如圖3—1所示:

1.TBP 2.PP 3.內導柱 4.SBP 5.SP 6.內導套 7.DP 8.DBP 9.DS

6)、內導柱應設置得非完全對稱,以防止裝模時出錯。一般使某一內導柱在某一座標上偏移3~5mm的整數。

附:內導柱,內導套的選用見下表:(次表提供標準件為盤起標準件)

2.外導柱,外導套

外導柱應先導入外導套20—30mm後,內導柱再導入內導套。見圖8—1。

一般單動模和較為簡單的小型連續模選用二個導柱,精密的連續模則必須選用四個或四個以上。

單動模外導柱一般採用對角或中間佈設,但必須考慮上下模座的裝夾位置和方便送料。

單動模一般採用滑動導柱,如MMYJP,但範本和模座邊緣離導柱定位塊5—10mm。

連續模一般採用帶鋼珠保持圈的滾動導柱。MMYJP常用於小型連續模,而大中型一般採用RRS,QQS。

為防止導柱與上模座頂撞,一般在上模座開設一孔,且直徑應大於導套孔2—3mm。當模具完全合模以後,外導柱應不超過上模座,以免打壞衝床和模具。

4

模具導料,浮頂結構和卸料結構的設計

1、 浮動導料銷

浮動導料銷不但能導向材料向前送進,同時還能在衝壓回程時將材料上抬,頭部臺階還起剛性卸料的作用。所以其位置盡可能靠近導正孔。如圖4—1所示:

h1=衝壓件順利送料所需最低高度+(1~3)mm

h2=t+(1—2)

T= h3+(h2-t )/2

A=B+(0.3—0.6)

2、 頂杆,頂塊

結構(a)是普通的頂杆,應用廣泛;

結構(b)主要造用於條料剛性差,同時又沒有成形的部位。

因此該機構由於托起面積大而提高條料剛性。

頂杆,頂塊一般與浮動導料銷配合使用

3、 卸料結構

結構(a)主要應用于單動模以及簡單的小型連續模;

結構(b)主要應用於大中型的精密連續模,同時也比圖(a)裝拆方便。

4、 限位釘的設計

連續模中,在開始進料時,為防止卸料板與板料單邊接觸而傾斜,減少模具壽命,需要在卸料板上開容料槽。一般容料槽有兩種形式。如圖4—4所示:

圖中t為板料厚度,d為板料寬度。

t=0.1-0.3mm時採用(a),

t=0.3-0.5mm時採用(a)或(b),

t>0.5mm時採用(b)。

為了加工方便,有時也採用圖4-5的結構

5、 彈簧選擇原則

彈簧應保證卸料力足夠,且分佈合理

彈簧壓縮量彈簧許可壓縮量;

彈簧長度=彈簧預壓量+模具自由狀態下彈簧的長度。

卸料力應通過計算:

彈簧應對稱分佈。

5

支承件設計

1、 模柄

模柄是連接衝床與模具的重要部件。常應用於小型模具上模的固定。其結構有多種形式,我們通常用以下兩種:

5-5

注:

為細牙螺紋。

模腳。

模腳結構如圖5——2所示:

一般H應>50以上。如果下模設有氣墊頂杆,則需100以上。

一副模具中有二組或以上的板時,板與板的接合處應設置模腳。

模腳緊固地下模座上。

為了叉車上下模具的方便,模腳與模腳之間距離應>130以上,但必須<範本的長度。

6

探誤裝置

為了防止自動衝壓時材料誤送造成疊打而損壞模具,在模具上安裝了探誤裝置,使模具在異常情況下自動停機。其結構有多種形似,我們通常採用如圖6—1所示的結構:

6-1

1.TP 2.螺塞 3.彈簧 4.TBP 5.觸點開關 6.連杆 7.PP 8.探誤杆 9.SBP 10.SP 11.導正釘

導正釘與探誤杆有以下關係:

其中L2的大小由L1決定,如:當材料誤送超過0.5時,衝床停機,則

L1-L2=1.0

對於探誤杆頭部通常也採用另外一種形式,如圖6-2:

6-2

其中探誤杆的直徑根據模具大小和條料寬度來決定

7

模具設計中文本標注標準

1、 一般規定

1)、圖紙中未注公差的一般規定

X. 0.5

X.X 0.1

X.XX 0.01

X.XXX 0.005

X.XXXX 0.0002

2)為滿足銑床工藝方面的要求,範本的尺寸標注應使用絕對座標的形式

2、 銑床、鑽床加工的文本標注要求。

銑床、鑽床加工包括:鑽孔,攻絲,鉸孔,鑽臺階孔,銑型腔等。

銑床、鑽床加工一般尺寸標注為X.X,表明其公差為 士0.1,但通常情況下X.X表明加工工藝為銑或鑽,其公差為機床所能達到的公差。鉸孔標注為 XH7,按國家標準。

標注文本時,需說明工藝要求,並需標注工藝尺寸,如穿絲孔等。但攻絲和鉸孔無需標明底孔直徑。如圖7——1所示:

DR 8.0 THRU-------鑽8.0的通孔

TAP M8 THRU----攻M8的螺紋,攻通

REAM 8.0 THRU------鉸8.0的通孔

DR 8.0 THRU,CB 12.0 DP 8.0------鑽8.0的通孔,正面銑 12.0 深8.0的臺階孔

DR 8.0 THRU ,CB 12.0 DP 8.0 FS------鑽8.0的通孔反面銑12.0深8.0的臺階孔

4)、有關術語的中英文對照

鑽:DR 攻絲:TAP 鉸:REAM

鑽臺階孔:CB 銑:MILL 通孔:THRU

深度:DP 錐度:TAPER 刃中高度:LAND

正面:FF 反面:FS 線切割:W/C

其中FF,TAP,THRU有時省略。

5)、異形孔或異腔需用標記引出在範本外標注位置尺寸,並在文本一欄中標注加工方向和深度及相關加工工藝。

6)、用於安裝大於M10的螺塞的螺紋孔,應注明為細牙螺紋。

3、 線切割加工中文本標注要求和設計要求

1)、基準孔的設置

基準孔是加工和裝配的基準,有基準棒與其配合,通常SP,PP,DP板上的基準孔割成如圖7—2所示的形式。一般情況下基準孔應設置兩個,且兩孔連線應平行於X或Y軸線,盡可能保證其座標與零件的基準的相對座標為整數,且保證內導柱和銷釘孔的座標為整數。面積超過機床最大加工範圍則需設置4個基準孔。

凹範本,卸料板,沖頭固定板,上下模座必須做有基準孔。但上下模座只需鉸出 6H7孔即可,不必割成圖7—2所示形狀。

2)、銷釘孔的設置

銷釘的作用為定位,其圖面的表達方式如圖7-3所示:

同一範本只准設置兩個銷釘孔,且其與基準孔的相對位置為整數,並且盡可能使兩銷釘孔的距離更大。

模座上的銷釘孔應注意機加工工藝,如板太厚時,應設法減少鉸孔深度。如果條件許可,模座上的銷釘孔用加工中心加工,否則設法配做。

3)、穿絲孔的設置

線切割圓形時,穿絲孔設置在圓心。

線切割矩形時,且有一邊長<10mm,穿絲孔設置的幾何中心。

線切割矩形時,且有兩邊>10mm穿絲孔設置在矩行長邊的中心

略5mm處。如圖7—4所示:

4)、異形複雜型孔,型腔的標注

異形的複雜型孔,為保證圖面的整齊,型腔的尺寸標注需用字母在範本內標明,然後在板外標上字母,以便與其它型孔區別。

當範本圖紙附有磁片時,無需把異形孔移出範本標明尺寸,僅需在磁片上畫出機准的尺寸,然後標明間隙為多少。沖裁凹模並標注刃口高度和漏料錐度。

如 W/C PROFILE(A.B.C.D.)=DET.DIM+0.05/S;

1.0 TAPER 3.0 LAND

解釋:線切割割型孔A,B,C,D,實際尺寸按基準尺寸單邊放大0.05mm,且刃口高度為3.0漏料錐度為1.0

所有的圓孔間隙都放好,保證標注尺寸與實際尺寸相一致。

其它複雜型孔視情況而定。基本的原則是加工資訊表達清楚完整。

8

模具設計中的計算

1、 沖模設計中力的計算

1)、衝壓力

Po=L T δ

Po——沖切力(Kg)

L——沖切長度(mm)

T——材料厚度(mm)

δ——材料抗拉強度(Kg/mm)

2)、卸料力

P=K Po

P——卸料力(Kg)

K——卸料力係數(一般取K=0.04---0.07)

Po——沖切力(Kg)

3)、彎曲力

1、 自由彎曲的彎曲力

0.6KBt2δb

V形彎曲 P1=--------------------

R+t

0.7KBt2δb

U形彎曲 P1=--------------------

R+t

式中:

P1——材料在衝壓行程結束時,不受校正的彎曲力(N);

B——彎曲件的寬度(mm)

t——彎曲件材料厚度(mm)

R——彎曲內半徑(mm)

δ、b——彎曲件材料抗拉強度(N/mm2)

K——安全係數,一般取1.3

2、 頂件力和壓料力

頂件力或壓料力P3值可近似取自由彎曲力的30~80%,

即P3=(0.3~0.8)P1

2、彎曲件的尺寸展開

1)、R>0.5t的彎曲件(按中性層不變計算)

L=L1+L2+ π/2(r+kt)

T——材料厚度

K——補償係數(見下表)

2)、R〈0.5t的彎曲件(按體積不變計算)

L=L1+L2+(0.35-0.45)t

當r=0mm時,模具設計時取:r=0.3t

當出現“Z”形彎曲時,應當考慮補償值

4.任何角度的彎曲展開都可用中心層不變原理展開。

4. 翻孔的計算

1) 翻孔的參數參考下表取值

2)、對於表中沒有的,按體積不變計算

即: π(B2-A2)/4(T+H)=π(B2-d2)/4TK

因為實際上前後體積不等,所以乘以係數K,K值從上推出。

(K值一般為0.82~0.85)。

9

工件排樣

工件排樣是衝壓工件及模具設計的重要環節,它直接影響到材料的利用率,工件的品質,生產率,模具製造難易程度,模具壽命等,在排樣時,就注意以下幾點:

排樣時,要特別注意材料的紋向,避免紋向與彎曲線平行,盡可能使其與彎曲線垂直。

排樣時,應充分考慮精確可靠的定位。特別注意導正釘的分佈和直徑。

相對位置精度要求較高的型孔,應盡可能在同一工步沖出;型孔與外形的位置精度要求較高時,應盡可能在相鄰工步沖出。

彎曲成型部位需安排得容易送料和不易變形。

彎曲達不到工件要求時,可採用兩次彎曲或增加整形工位;對於兩個直角的彎曲,為了避免材料的拉伸,可採用先彎45度,再彎90度。

當刃口距離太近時,應設置空步,以提高DP,SP,PP的強度。

排樣時應考慮模具的製造和模具的加工。

對於複雜的型孔,應分解成若干個簡單的型孔進行分步沖裁。但在分解時應注意前後沖次的良好銜接。

為了使材料在衝壓過程中穩定進給,必須在排樣中設置載體,並在連接處把工件和材料連接起來。載體一般設置在材料的兩側,中間部位或單側,載體的大小要有足夠的強度,又要節省材料。帶有導正孔的載體,能校正高速衝壓過程中的竄動。連接處的位置應選擇恰當,既要穩定可靠,又要有利於其他工位和最後工位的切斷,與載體分離。

當預感到工件很難達到設計的要求時,應留有改模空間。

在滿足衝壓條件下,盡可能使材料利用率最高。材料的步距,材料的寬度應取整數。

料的成型的基本步驟為:大成型、沖切、小成型、彎曲、落料。但這些工序並非一成不便,而是根據不同的產品合理的排列工序。

成型時,應充分的考慮材料的流動量,一般情況下應當保證成型過程中條料不變形或少變形。所以有時會適當增加工藝切口。

沖頭形狀的設計應當考慮凹模的強度,沖頭的強度,沖頭的固定,沖頭的加工等各種因素。

彎曲應考慮後道工序的讓位,各種彎曲的先後關係,模具的強度,送料是否順暢。

最後一步產品取出的可靠性。

10

附錄

1、 沖模結構示意圖

2.中英文對照表。

1)、模具工序名稱中英文對照標準:

2)、模具加式零件名稱中英文對照入縮寫標準:

2、 模具壽命與模具材料

1)、模具凹模刃口高度的估算方法

規定模具壽命為2,000,000-3,000,000shoots時,刃口每次研磨量為0.25mm,每次研磨後的生產數為200,000-300,000shoots.

則刃口高度為H=2.5mm,取保險值G=3-4mm。

若要模具壽命為5,000,000shoots,則刃口高度應取H=5-6mm

2)、模具壽命與模具材料的關係

凸模凹模通常採用的材料為XW-10,XW-5,XW-41,XW-42,SKD11(Cr12MoV)ASP23。以上四種主要鋼材特性和抵抗模具失敗能力的比較如下

注:

以上各種參數均以XW-41為標準的比較值。

上表摘自ASSAB STEELS Ltd《工具鋼的實證》PUBL.c-002

為達到預期的壽命:

當沖件材料為SECC,SPCC,SPTE T3通常選凸凹模材料為XW-41。

當沖件材料為stainless steel時,通常選凸凹模材料為ASP23。

3、 公制及美制螺紋(非圓絲攻)(單位:mm)

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