冲压成形模具.doc

冲压成形模具一、 冲压加工基础知识1 冲压技术及模具l 冲压是利用安装在冲压设备上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需制件的一种压力加工方法。l 冲压工艺、冲压模具、冲压材料构成了冲压加工三要素。冲压模具一般具有专用性（具有“一模一样”的特征），且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。模具CAD/CAE/CAM技术成为改造传统模具生产的关键技术。l 冲压的基本变形方式：分离工序和成形工序（P3、4表11等）l 对应于变形方式相应冲压模具展示六副模具结构图（P22、23）l 冲压模具的基本组成通过六副结构图了解：上模和下模（P2324）各种结构的冲压模具，尽管复杂程度不同，组成零件各有差异，但主要由七种构件组成。工作零件固定零件导向零件卸料与压料零件定位零件紧固零件附加机构2 冲压工艺与冲压设备由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求各不相同，因而生产中采用的冲压工艺也多种多样。l 冲压件的工艺性系冲压件对冲压工艺的适应性。根据冲压工艺分析的结论，综合考虑生产中的各类因素，确定合适的冲压工艺方案至关重要。（P11、12）l 冲压成形工序是在冲压设备上完成的。冲压设备的种类很多，其分类方法也很多（P6P11）。应根据要完成冲压的工序性质、生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和精度要求等来选择冲压设备的类型。二、 冲裁工艺与冲裁模l 冲裁模是指从条料、板料或半成品上沿规定轮廓分离材料所使用的模具。通常指落料模和冲裁模。（动画1）l 根据冲制零件尺寸、精度要求的不同，冲裁模分为普通冲裁模和精密冲裁模。1 冲裁件的工艺性（P3638）在编制冲压工艺规程和设计模具之前，从工艺角度分析制件设计得合理与否，是否符合冲裁的工艺要求。l 冲裁件的结构工艺性l 冲裁件的尺寸精度与断面粗糙度l 冲裁件的尺寸标注l 冲件材料等2 冲裁过程冲裁过程的变形相当复杂，但了解和掌握其变形规律，有利于冲裁工艺与冲裁模设计，有利于冲裁件质量的控制。l 三个阶段（间隙正常时）（P35）l 冲裁件的断面特征（正常冲裁条件下P36）（动画2）3 冲裁件的工艺计算l 排样、搭边、条料宽度计算（P4144）排样是指冲裁件在条料或板料上的布置方法。在冲压零件的成本中，材料费用占60以上，因此材料的经济利用是一个重要问题，而材料的经济利用又与排样方式根据材料经济利用的程度，排样方法有：有废料排样、少废料排样、无废料排样。并比较它们的特点。有关。 搭边搭边的作用：1）能够补偿定位误差，保证冲出合格的制件；2）能保持条料具有一定的刚性，便于送料；3）能起到保护模具的作用。：指冲裁时制件与制件之间、制件与条料边缘之间的余料。条料宽度尺寸的确定：有侧压装置： 无侧压装置：式中： L制件垂直于送料方向的基本尺寸； 条料的宽度公差； b侧面搭边值； C送料保证间隙： B 100，C=0.51.0；B100，C=1.01.5。l 模具的压力中心计算通常利用求平行力系合力作用点的方法进行。P26冲裁模的压力中心即冲裁力合力的作用点。冲压时，模具的压力中心必须与压力机滑块的中心线重合；否则滑块就会承受偏心载荷，使模具歪斜，间隙不均，导致压力机滑块与导轨和模具的不正常磨损，降低压力机和模具的使用寿命。简单形状的工件压力中心的计算：对称形状的零件压力中心，位于刃口轮廓图形的几何中心上；直线段的压力中心位于直线段的中心；等半径的圆弧段的压力中心，位于任意角2a角平分线上，且距离圆心为的点上，。复杂形状冲裁件压力中心的计算：选定坐标系；计算各轮廓的长度或冲压力；计算各轮廓或冲压力中心的坐标值；根据力矩原理计算压力中心。 或 l 冲裁工艺力计算（P39）冲裁模设计时，为了合理地设计模具及选用设备，必须计算冲裁工艺力。冲裁工艺力包括冲裁力、卸料力、推件力和顶件力。4 冲裁模设计中的计算l 冲裁间隙1）当冲裁件尺寸精度要求不高，或对断面质量无特殊要求时，从提高模具寿命、降低冲压力角度出发，一般采用较大间隙。 2）当冲裁件尺寸精度要求较高，或对断面质量有较高要求时，应选择较小的间隙。 3）冲裁过程中凸、凹模的磨损将使间隙增大，因此，设计时应按所选间隙类别中的最小间隙值来计算刃口尺寸。4）间隙值确定方法 经验法 查表法（行业、料厚、精度）（P5556）l 刃口尺寸计算（P5761）落料尺寸决定于凹模尺寸，设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上，冲裁间隙通过减小凸模刃口的尺寸来取得；冲孔尺寸决定于凸模尺寸，设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口的尺寸来取得；设计落料模时，凹模基本尺寸应取制件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸应取制件尺寸公差范围内的较大尺寸；初始设计模具时，冲裁间隙一般采用最小合理间隙值；刃口尺寸的制造偏差方向，原则上单向注向金属实体内部；模具制造方法的不同，其刃口尺寸的计算方法亦不同。l 弹簧尺寸l 模具闭合高度模具的闭合高度：指模具在最低工作位置时，上、下模之间的距离。原则：模具闭合高度必须与冲压设备的闭合高度相适应，应介于其最大和最小闭合高度之间，不得大于其最大闭合高度。模具的闭合高度应介于冲床最大和最小闭合高度之间，如果模具的闭合高度小于冲床的最小闭合高度，可以采用垫板。5 冲裁模的典型结构冲裁模结构形式很多，通常可以对冲裁模按四种方法进行分类。以下按工序组合形式进行讨论。（P5155）1） 单工序模 落料模l 无导向落料模（敞开式）（P52图218）l 导板式落料模（P53图219）l 导柱式落料模（P54图220）（动画1）冲孔模l 结构与一般落料模相似l 冲孔模有其特点：冲孔大多在工序件上进行，为了保证冲件平整，冲孔模一般采用弹性卸料装置（兼压料作用P69），并注意解决好工序件的定位和取出问题；冲小孔冲孔最小直径见P38表时必须考虑凸模的强度和刚度，以及快速更换凸模的结构；冲裁成形零件上的侧孔时，需考虑凸模水平运动的转换机构等。2） 复合模动画3（P78图253）l 在结构上具有一个或几个具有双重作用的工作零件凸凹模。l 根据凸凹模在模具中的装配位置不同，分为正装式复合模（上）和倒装式复合模（下） 正装式复合模（P81图255）l 板料在压紧状态下分离，制件平直度较高。l 由于弹性顶件和弹性卸料装置的作用，分离后的制件容易被嵌入边料中而影响操作，从而影响了生产率。l 适于冲裁材料较软或料厚较薄、平直度要求较高的制件。 倒装式复合模（P79图254）l 一般采用刚性推件装置，冲件不是在被压紧状态下分离，制件平直度不高。l 冲孔废料直接从凸凹模内孔推下，当采用直刃壁凹模洞口时，会聚积废料，孔壁较小时可能引起胀裂。l 结构简单（省去了顶出装置），并为机械化出件提供了条件，应用非常广泛通过动画3中“模具运动剖示”说明。3） 级进模l 在冲床一次行程中，按一定的顺序，在模具的不同位置上完成两种或两种以上的冲裁工序。（动画4）l 为控制制件内、外形的相对位置精度，条料的定位成为关键。l 两种基本结构类型：导正销定距的级进模，侧刃定距的级进模。l 一般情况下，侧刃定距的定距精度低于导正销定距的定距精度，有些级进模将两者联合使用，前者作粗定位，后者作精定位，此时，侧刃断面的长度应略大于送料步距，使导正销有导正的余地。 导正销定距先分析书中图，再动画4的级进模（P76图250）常用于级进模中，以保证工件上的孔与外形的相对位置精度，消除送料的步距误差，起到精确定位的作用。当冲裁材料厚度小于0.5mm，冲孔直径小于1.5mm，落料凸模尺寸较小时，不宜使用导正销。工步较多，精度较高，零件上又无适宜导正的孔的级进模，常在条料的空位处设置工艺孔，供导正销导正条料。侧刃定距先分析书中图，再动画“长方形侧刃”、“成形侧刃”、“双侧刃”的级进模（P77图251）长方形侧刃： 制造简单，但当侧刃刃口部分磨钝后，会使条料边缘处出现毛刺而影响正常送进。 成形侧刃（燕尾形刃口）： 克服了长方形侧刃的缺点，但制造较复杂，增大了切边宽度，材料利用率降低。刃口的磨损较严重，强度也较差，因此不适于冲厚料。适用于板厚在 0.5mm以下，定位精度较高的冲裁。侧刃数量可以是一个，也可以两个。两个侧刃可以在条料两侧并列布置，也可以对角布置，对角布置能够保证料尾的充分利用。多工序级进模多采用双侧刃结构。尖角形侧刃：与弹簧挡料销配合使用，节省材料，但操作麻烦，生产效率低，不常采用，只在冲裁贵重金属时使用。6冲裁模主要零部件介绍（PPT） 三、 弯曲工艺与弯曲模1概述l 弯曲：利用金属的塑性变形，将毛坯材料弯成一定角度或一定形状的冲压加工方法。压弯的典型形状：l 弯曲是冲压生产中应用较为广泛的一种基本加工方法，属于成形工序。一般用于板料、棒料、管料的成形加工。 典型压弯工件：l 根据弯曲件的不同要求及生产批量的大小，有多种弯曲方法。最常用的是以弯曲模具在通用压力机上进行弯曲动画“弯曲模1”、“弯曲模2”、“弯曲模3”、“弯曲模4”、“弯曲模5”、“弯曲模6”、“弯曲模7”、“弯曲模8”。 2弯曲工艺 1）弯曲过程（P85）动画“弯曲过程” 2）弯曲件工艺性还包括冲裁毛刺与弯曲方向、板料的弯曲方向与弯曲线夹角。（P86）l 弯曲半径工件的弯曲圆角半径应不小于允许的最小弯曲半径。最小弯曲半径：导致材料开裂前的临界弯曲半径。相对弯曲半径（r/t）：表示弯曲变形程度的工艺参数。l 弯曲件孔边距弯曲件上的孔应远离弯曲变形区或安排在弯曲之后冲出；（安全