冷冲压模具设计与制造(考试资料)

冷冲压模具设计与制造冷冲压模具设计与制造 考试资料考试资料 冲裁模冲裁模 1 冷冲压模具主要用于金属及其非金属板料的压力加工 其加工方式可分为分离和成形两 大类 2 冲裁模可以分为落料模和冲孔模 3 冲裁过程 弹性变形阶段 塑性变形阶段 断裂分离阶段 4 冲裁件的断面可明显的分为圆角带 光亮带 剪裂带 毛刺带 5 排样是指冲裁件在调料 带料上的布置方法 6 排样时工件之间以及工件与条料侧边之间的留下的余料叫做搭边 搭边是废料 从节省 材料的出发 搭边值应愈小愈好 7 冲裁模的压力中心就是冲裁力合力的中心 8 冲裁间隙 指冲裁模中凹模刃口横向尺寸与凸模刃口横向尺寸的差值 9 冲裁间隙的影响 1 间隙对冲裁件质量的影响 间隙是影响冲裁件质量的主要因素 2 间隙对冲裁力的影响 随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低 但影响不是很大 间隙对 卸料力 推件力的影响比较显著 随间隙增大 卸料力和推件力都将减小 3 间隙对模具 寿命的影响 模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命 模具失效的原因一般有 磨损 变形 崩刃 折断和涨裂 小间隙将使磨损增加 甚至使模具与材料之间产生粘结现象 并引起 崩刃 凹模胀裂 小凸模折断 凸凹模相互啃刃等异常损坏 所以 为了延长模具寿命 在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的 4 间隙对写料理 推件 力 预紧力的影响 5 间隙对尺寸精度的影响 10 设计落料模先确定凹模刃口尺寸 以凹模为基准 间隙取在凸模上 即冲裁间隙通过 减小凸模刃口尺寸来取得 设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸 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尺寸来取得 11 凸 凹模刃口尺寸计算原则 1 根据冲模在使用过程中的磨损规律 设计落料模时 凹模基本尺寸应取接近或等于工件 的最小极限尺寸 2 设计冲孔模时 凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸 模具磨损预留量与工件制造精度有关 冲裁 设计 间隙一般选用最小合理间隙值 Zmin 选择模具刃口制造公差时 要考虑工件精度与模具精度的关系 即要保证 工件的精度要求 又要保证有合理的间隙值 工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏 差原则上都应按 入体 原则标注为单向公差 但对于磨损后无变化的尺寸 一般标注双向 偏差 落料件尺寸取决于凹模尺寸 冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸 设计落料模时 应先决定 凹模尺寸 用减小凸模尺寸来减小凸模尺寸来保证合理间隙 设计冲孔模时 应先决定凸 模的尺寸 用增大凹模尺寸来保证合理间隙 暧昧刃口磨损后尺寸变大 其刃口的基本尺 寸应接近或等于冲裁件的最小极限尺寸 凸模刃口磨损后尺寸减小 应去接近或等于冲裁 件的最大极限尺寸 12 模具的闭合高度是指滑块在下止点即模具在最低工作位置时 上模座上表面与下模座 下表面之间的距离 13 从完成工序数和工序组合形式可将冲裁模分为单工序模 复合模和连续模 级进模 压力机一次冲程中只能完成一个冲裁工序的模具称为单工序模 1 先落料再冲孔 2 先 冲大孔再冲小孔 压力机一次冲程中 在模具不同的部位上同时完成数道冲裁工序的模具称为连续模 级进 模 先冲孔后落料 复合模是在压力机的一次工作行程中 在模具同一部位同时完成数道分离工序的模具 14 毛坯在模具中的定位两方面内容 一是在与送料方向垂直方向上的定位 通常称为送 进导向 二是在送料方向上的定位 用来控制送料的进距 通常称为档料 送进导向方式有导销式 多用于简单模或复合模 与导尺式 用于有导板的简单模或连续 模 档料方式 用销钉抵挡搭边或工件轮廓 限定条料送进距离的档料销定距 挡料销定距 固定式和活动式 用侧刃在条料侧边冲切各种形状的缺口 限定条料送进距离的侧刃定距 侧刃定距 15 导正销 为了保证连续模冲裁件内孔与外缘的相对位置精度 定位板 用作对毛坯外 轮廓的定位 定位销 用作对毛坯内孔的定位 16 冲裁模上使用的卸料板分为固定卸料板 结构形式 整体式 分离式 悬臂式 半固定 式 可用于料厚大于 0 5mm 平面度要求不高的工件 特别适用于写料理较大的情况 和 弹压卸料板 结构形式 弹压卸料板 带小导柱的弹压卸料板 橡胶直接卸料板具有卸料 和压料的双重作用 多用于冲制薄料 使工件的平面度提高 17 导柱和导套 用来保证上下模的精确导向 导板 对凸模导向作用 18 模柄的作用是将模具的上模座固定在压力机的滑块上 垫板的作用是分散凸模传递的 压力 限位器 为了保护冲裁刃口 在下模座上安装限制器 是模具在非工作时凸凹模刃 口不接触 弯曲模弯曲模 19 弯曲模是使板料产生塑性变形 形成一定角度形状零件的模具 用于弯曲的成形的材 料 应具有足够大的断面收缩率和尽可能小的值 断面收缩率愈大 材料的塑性 E s 变形能力愈强 从而获得较小的相对弯曲半径二不致产生裂纹 的比值愈小 材料 E s 有纯弹性弯曲进入弹塑性弯曲的临界相对弯曲半径愈大 有利于减小回弹 提高弯件曲间 的成形质量 20 弯曲件的形状最好左右对称 宽度相同 相应部位的圆角半径应左右相等 以保证弯 曲是毛坯不会产生侧向滑动 21 作为弯曲用的板料 沿着纤维方向塑性较好 所以弯曲线最好与纤维线垂直 这样弯 曲时就不容易开裂 如果在同一零件上具有不同方向的弯曲 在考虑弯曲件排样经济型的 同时 应尽可能使弯曲线与纤维线方向夹角不小于 30 22 弯曲过程 分为自由弯曲和校正弯曲 所谓自由弯曲是指当弯曲终了时 凸模 毛坯 和凹模三者吻合后凸模不再下压 校正弯曲是指在自由弯曲的基础上凸模再往下压 对弯 曲件七校正作用 从而使工件产生更准确的塑性变形 23 圆弧和弯曲前相比既未伸长也为缩短 这一层称为中性层 24 影响回弹的因素 材料的力学性能越大 回弹越大 相对弯曲半径 E s t r 越大 回弹越大 弯曲中心角越大 变形区的长度越长 回弹积累值也越大 故回 弹角越大 弯曲方式及弯曲模 1 在无底凹模内作自由弯曲时 回弹最大 2 在有底凹模内作校正弯曲时 回弹较小 3 在弯曲 U 形件时 凸 凹模之间的间 隙对回弹有较大的影响 间隙越大 回弹角也就越大 工件的形状 一般而言 弯曲 件越复杂 一次弯曲成形角的数量越多 回弹量就越小 25 减少回弹的措施 1 尽量避免选用过大的r t 如有可能 在弯曲区压制加强筋 以提高零件的刚度 抑制回弹 2 尽可能选用 小 力学性能稳定和板料厚度波 E s 动小的材料 2 采取适当的弯曲工艺 1 采用校正弯曲代替自由弯曲 2 对冷作硬化 的材料须先退火 使其屈服点 s 降低 对回弹较大的材料 必要时可采用加热弯曲 3 采用拉弯工艺 3 合理设计弯曲模 1 对于较硬材料 可根据回弹值对模具工作 部分的形状和尺寸进行修正 2 对于软材料 其回弹角小于 5 时 可在模具上作出补 偿角并取较小的凸 凹模间隙 26 弯曲形工件时 则必须选择适当的凸凹模间隙 U 27 弯曲件的工序安排原则 形状简单的弯曲件 采用一次弯曲成形 形状复杂的弯 曲件 采用二次或多次弯曲成形 批量大而尺寸较小的弯曲件 尽可能采用级进模或 复合模 需多次弯曲时 先弯两端 后弯中间部分 前次弯曲应考虑后次弯曲有 可靠的定位 后次弯曲不能影响前次已成形的形状 弯曲件形状不对称时 尽量成对 弯曲 然后再剖切 28 一般情况下 凸模圆角半径等于或略小于工件内侧的圆角半径 r 但不能小于材料 rp 允许的最小弯曲半径 若 r 则应取 然后增加一次整形工序 使整形模的 rminrrpmin 对于工件圆角半径较大 而精度要求高时 应考虑回弹的影响 将凸模圆角半径r rp 根据回弹角的大小作相应的调整 以补偿弯曲的回弹量 拉深模拉深模 29 拉深 又称拉延 是利用拉深模在压力机的压力作用下 将平板坯料或空心工序件制 成开口空心零件的加工方法 30 用于拉深成形的材料应具有良好的塑性 较大的应变强化指数 n 或较小的屈服比 n 值越大的材料 在以拉伸为主的凸模圆角区不易产生拒不集中变形 有助于延 b s 缓危险断面的过度变薄或发生破裂 30 拉深件的工艺计算 P112 31 拉深系数 m 是拉深后圆筒壁厚的中径 d 与毛坯直径 D 的比值 m 愈小 说明拉深变形 程度愈大 相反 变形程度愈小 32 采用压边圈的条件 P150 33 拉深模的间隙是指凸凹模横向尺寸差值 间隙过小 工件质量较好 但拉深力大 工 件易拉断 模具磨损严重 寿命低 间隙过大 拉深力小 模具寿命虽然提高了 但工件 易起皱 变厚 侧壁不直 口部边线不齐 有回弹 质量不能保证 34 凸模圆角半径对拉深件工作有影响 当过小时 弯曲变形大