《抽引模具结构设计》PPT课件.ppt

抽引模具結構設計 DS衝模技術部 深抽引淺抽引 能力規範 2 7具備現有標準模具結構運用之能力應知應會 2 7 6沖模設計職系核心技術能力授課對象 衝模設計師3 含 以上職系 資位講師資格 衝模設計師4以上合格講師教材編號 GYSH2 7 6ERev A教材審核 羅燦鐘4 15 06合格講師 DS衝壓技委會 講義說明 一 預期訓練效果 1 1了解抽引工藝及常用參考數據和展開計算 1 2掌握抽引連續模料帶設計要點 1 3知悉廠內抽引設計常見工程布列形態 1 4初步了解連續抽引模設計步驟及要點 1 5擬能作為新進工程師后續抽引設計參考用 二 講義課時設置 6H 2 1詳見講義大綱說明三 講義參考沖壓設計手冊 兄弟單位的成功經驗及部分引用前輩教義 講義大綱 一 抽引概述 51 1抽引加工定義 51 2抽引加工分類 61 3抽引工藝特性 71 4廠內產品常見形態 8二 抽引連續模設計流程 2 1抽引件工藝性審查評估 102 2抽引工藝參數計算分配 2 2 1抽引胚料尺寸之決定 展開 112 2 2抽引次數之決定 122 2 3抽引系數分配之決定 m1 m2 m3 132 2 4抽引工作沖頭R值 母模R值之決定 152 2 5抽引系數分配經驗數據 172 2 6各抽抽引高度之決定 182 3連續模料帶設計方案之決定 192 4模具結構設計2 4 1刀口設計要點 212 4 2料帶定位設計考量 222 4 3料帶壓料與脫料設計考量 232 4 4工程布列結構設計要點 24三 設計最佳化之抽引值與與案例 25四 重點細節體會與總結 31 一 抽引概述 抽引加工 drawing 指借助設備動力和模具的直接作用 將平狀金屬胚料加壓 在使其不發生皺褶 破裂的過程中 完成有底的圓筒形 角筒形 半球形 錐形或直邊與曲邊組合成形等各種無縫容器的成形加工 1 1抽引加工定義 1 2 抽引加工分類筒形件 AudioJackShella 按幾何形狀分盒形件 D SUB等復雜曲面件 汽車覆蓋件帶凸緣b 按有無凸緣分無帶凸緣普通抽引c 按加工特點分變薄抽引 一 抽引概述 一 抽引概述 1 3抽引工藝特性 由圖可見 抽引加工存在以下特點 a 材料內部塑性流動 必然產生加工硬化 b 材料從外圍向徑向流動時 在切向相互間產生擠壓應力 導致材料失穩起皺 甚至抽裂 一 抽引概述 1 4廠內產品常見形態 對於抽引產品來說 目前廠內仍處於生產淺抽引階段 形狀以D型盒形件居多 如下圖示 深抽引技術尚有待突破 D SUBSHELL MediaBaySHELL DockingSHELL MinDVISHELL DVISHELL RCASHELL 二 抽引連續模設計流程 2 1抽引件工藝性審查評估 2 2抽引工藝參數計算分配 2 2 1抽引胚料尺寸之決定 展開 2 2 2抽引次數之決定 2 2 3抽引系數分配之決定 m1 m2 m3 2 2 4抽引工作沖頭R值 母模R值之決定 2 2 5抽引系數分配經驗數據 2 2 6各抽抽引高度之決定 2 3連續模料帶設計方案之決定 2 4模具結構設計2 4 1刀口設計要點 2 4 2料帶定位設計考量 2 4 3料帶壓料與脫料設計考量 2 4 4工程布列結構設計要點 2 1抽引件工藝性審查評估 二 抽引連續模設計流程 評估內容主要包括 1 尺寸精度要求 a 抽引內外框尺寸不易同時控制 b 尺寸公差可達 0 05mm 在高度方向也可控制到 0 05mm 其標注方式最好以抽引件底部為基準 2 外觀要求 側壁無法相當光滑 3 抽引工藝性 其總抽引系數若小於材料所允許之最小總抽引系數 那麼就不具備連續抽引工藝 4 產品形狀盡量簡單對稱 有利於材料均勻流動 5 產品之圓角半徑不宜過小 一般底部圓角r和口部圓角R都應大於 0 1 0 3 t 6 評估抽引件凸緣及側壁之成形或沖孔是否在連續模中易實現 產品設計盡量避開 7 抽引件底部沖孔時 其孔徑須小於抽引直徑 否則可考慮側切底工藝 將底部圓角切除 8 考量抽引件材質 是否有利連續抽引成形 圖2 1MinDVISHELL 2 2 1抽引胚料尺寸之決定 展開 二 抽引連續模設計流程 2 2抽引工藝參數計算分配 a 常規方法 由製品圖 由體積不變定律計算體積及胚料尺寸 b 簡化方法 直邊按彎曲變形展開 圓角處按1 4圓筒展開 再平滑過渡 圖2 2體積相等展開法 圖2 3簡化展開法 2 2 2抽引次數之決定 可由H r 抽引相對高度決定 二 抽引連續模設計流程 圖2 4盒形抽引次數簡便查表 圖2 5盒形件抽引變形特點 目的 決定各抽沖子外形尺寸 二 抽引連續模設計流程 2 2 3抽引系數分配之決定 m1 m2 m3 方法 當各道次抽引系數確認後 即可根據d1 m1 Dd2 m2 d1 dn mn dn 1決定沖子直徑 二 抽引連續模設計流程 2 2 3抽引系數分配之決定 m1 m2 m3 各抽系數選取時必須保証以下原則 m1 m2 m3 mn m總m總 產品之直徑 展開毛胚直徑 1 二 抽引連續模設計流程 2 2 4抽引工作沖頭R值 母模R值之決定 在凹模頭設計 一般第一抽R凹 4 8 T 後續各抽R凹n 0 6 0 8 R凹n 1沖子頭部圓角設計為R凸n 0 6 1 0 R凹n 最後整形抽 R凹 抽制件口部圓角R凸 抽制件底部圓角 抽引間隙一般由第一抽的1 1T到最後一抽T逐步遞減 廠內通通常取等間隙抽引 圖2 6 接處點 二 抽引連續模設計流程 2 2 4抽引工作沖頭R值 母模R值之決定 A 如圖2 7a 接觸角度A 45度b 沖子底部B保持不變 圖2 7 為有利於材料流動 保証抽引件成形還需注意以下要點 B 將抽引沖子頭部作成一定斜角 圖2 8 a 當T 0 70mm時 30 b 當0 7mm1 4mm時 45 二 抽引連續模設計流程 二 抽引連續模設計流程 2 2 6各抽抽引高度之決定 方法一 由前面計算已知R凹 R凸以及dn 故 n n n也可計算得出 因此有 n 3 14 d H A n n n n推出H A n n n n 3 14 dn 如圖2 9 圖2 9 圖2 10 方法二 如圖2 10 寬凸緣盒形抽引 廠內一般采等高抽 即理論設計H基本不變 試模時再依料況適當調整 整形抽高度應等于制品需求高度 二 抽引連續模設計流程 2 3連續模料帶設計方案之決定 考量點 a 利於抽引件成形 b 料帶剛性良好 送料順暢 c 在料寬與pitch選定時盡量提高材料利用率 從大方面看抽引連續模料帶可分為整料帶方案和切口料帶方案兩種 整料帶式 切口式 二 抽引連續模設計流程 2 3連續模料帶設計方案之決定 在實際模具設計時 切口料帶設計方案應用較為廣泛 其通常有以下三種方式 一 下料式 二 撕破式 三 下料撕破結合式 優點 1 剛性好 2 材料利用率高 優點 1 剛性好 2 材料利用率高 缺點 易產生毛絲疊料 優點 可修正刀口值補正坯料計算失誤缺點 1 剛性差 2 材料利用率低 carrier弧度 二 抽引連續模設計流程 2 4模具結構設計 2 4 1刀口設計要點 考量面 1 刀口強度 2 無過切 3 抽引底面切工藝孔 4 刀口補正設計 2 4 2料帶定位設計考量 二 抽引連續模設計流程 A 成形工序分段考量精度定位 抽引前 抽引工段 抽引后下料折彎段 定位針 抽引外輪廓 抽引內外框及凸緣工藝定位孔 凸緣定位孔 以抽引件外形定位 以抽引件內形定位 二 抽引連續模設計流程 2 4 3料帶壓料與脫料設計考量 抽引工站結構如圖示 考量面 a 壓料間隙 壓料太死 易抽裂 反之易起皺 b lift浮升量 C 剝料銷設計點 d 彈簧壓力 e 抽引沖頭排氣設計 二 抽引連續模設計流程 2 4 4工程布列結構設計要點 結構圖 設計時需考量引伸沖頭 引伸母模必須考慮可調整 抽引之體積無法控制 第一抽剝料板需與后几抽分離 三 設計最佳化之抽引值與案例 3 1抽引沖子 模仁及CNC 3D 加工配合 三 設計最佳化之抽引值與案例 3 23D設計與工程分析設計導入 抽引厚度分佈圖 3 3抽引零件范例 3 4抽引模具 1 3 4抽引模具 2 3 5樣品模具結構 1 選用之深引伸製品材料 要以其材料特性 例如 降伏點強度 抗拉強度 加工硬化值 塑性變形比 圓筒深引伸試驗 LDR 等做為設計依據 2 好的工程佈列設計 在於是否能找到適當的輪廓外形 引伸及引伸率 然後根據輪廓外形變化 是否達到胚料流動之平衡性 3 設計引伸沖頭或引伸母模定位方式 必須考慮有任何一方能在模座上校模調整位置之設計 4 引伸沖頭和引伸母模之R值設計採保守值 即取其小者 因在試模才能有將R部修大之彈性調整空間 5 引伸沖頭與引伸母模其表面須鏡面拋光加工處理 尤其在R部與直部相接處不能有接線痕存在 6 R部形狀建議CNC加工 掌控準確性 做為大量生產備品穩定性 7 試製品不良現象判斷與模具之修整經驗與技巧為試模成功與否之要素 8 產品成形量產 著重在模具冷卻方式之選用 潤滑劑之選用 週邊配合裝置之選用 檢知器之選用 安全裝置之使用等 9 新產品設計應多參考研究成熟之典型結構設計 諸如抽引側壁成型凸點 切底后翻邊結構設計 產品調整工站考量等 以提高設計成功率 四 重點細節體會與總結 細節體會 1 選用之深引伸製品材料 要以其材料特性 例如 降伏點強度 抗拉強度 加工硬化值 塑性變形比 圓筒深引伸試驗 LDR 等做為設計依據 2 好的工程佈列設計 在於是否能找到適當的輪廓外形 引伸及引伸率 然後根據輪廓外形變化 是否達到胚料流動之平衡性 3 設計引伸沖頭或引伸母模定位方式 必須考慮有任何一方能在模座上校模調整位置之設計 4 引伸沖頭和引伸母模之R值設計採保守值 即取其小者 因在試模才能有將R部修大之彈性調整空間 5 引伸沖頭與引伸母模其表面須鏡面拋光加工處理 尤其在R部與直部相接處不能有接線痕存在 6 R部形狀建議CNC加工 掌控準確性 做為大量生產備品穩定性 7 試製品不良現象判斷與模具之修整經驗與技巧為試模成功與否之要素 8 產品成形量產 著重在模具冷卻方式之選用 潤滑劑之選用 週邊配合裝置之選用 檢知器之選用 安全裝置之使用等 9 新產品設計應多參考研究成熟之典型結構設計 諸如抽引側壁成型凸點 切底后翻邊結構設計 產品調整工站考量等 以提高設計成功率 四 重點細節體會與總結 細節體會 四 重點細節體會與總結 重點內容再提示 1 抽引加工特性 易起皺 拉毛 拉裂 冷作硬化 2 抽引件產品工藝審查基本考量點 精度 外觀 成形結構可行性等 3 抽引工藝參數計算 胚料展開 抽引道次 各抽抽引系數決定 各抽沖頭外徑決定 抽引間隙公母模R值決定 各抽高度決定4 連續模料帶連接方式及考量重點 廠內通常優先考量下料撕破結合式 5 抽引連續模定位設計三種方式各如何考量 6 抽引連續模壓料脫料設計考量