修边模设计通用要素

汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 168 7 修边模设计通用要素修边模设计通用要素 7 1 修边刃口切入量 一般刃口切入修边刃口切入量 一般刃口切入 2 4mm 但废料刀处切入量为 但废料刀处切入量为 6mm 7 1 1 刃口呈波浪形波峰间隔大约 300mm 废料刀处必须是切入的最高点 刃口从最 高点到最低点逐渐切入 图 310 图图 310 7 1 2 废料刀处刃口切入量结构 图 311 图图 311 2 4 6 2 2 2 0 8 0 8 料厚t 凹模刃口 一般切入量 4 凸模刃口 凹模刃口 废料刀 10 凸模 废料刀 10 2 4 6 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 169 7 2 侧壁垂直修边侧壁垂直修边 7 2 1 侧壁垂直修边不影响毛刺产生的最低条件 图 312 H 20mm 侧壁倾斜角 5 H 50mm 侧壁倾斜角 10 H 100mm 侧壁倾斜角 20 图图 312 7 2 2 侧壁修边凹模刃口设置时特别注意 刃口最大切入量对压料板行程的影响 7 2 3 斜面部分垂直修边的规定 1 垂直修边时不得小于规定的与修边方向平行的最小倾斜角 Q 值 图 313 表 7 1 表表 7 1 图图 313 2 斜面修边可在废料刀侧凹模设计与倾斜面一般 呈 10 造形 3 超出规定 Q 角时需用斜楔修边 4 垂直修边时不得大于规定的与修边方向垂直的最大倾斜角 Q1 Q2值 图 314 表 7 2 图图 314 表表 7 2 板料厚 t最大 Q1 最大 Q2 t 1 42025 1 4 t 21520 材料厚 t最小倾斜角Q 0 6 5 7 6 0 78 0 810 0 911 1 012 1 214 1 4 1 5 17 1 619 1 822 2 024 6 上刃 制件 修边线 60 H r2 r1 3 r1 2 2 R t 1 2 1 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 170 t 21015 7 3 斜面上有倾斜角的修边斜面上有倾斜角的修边 7 3 1 斜面的角度 A 决定后 平面形状的角度 B 在下面图表规定的范围内可进行修边 图 315 上 上 上 上 A 0 min70 上 上 上 上 b a B B 0 修边线 max120 冲压方向 加工可能范围 断面角 A 180 150 120 90 60 30 0 60 90 30 0 30 60 90 平面角 B 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 171 图图 315 7 3 2 制件斜面角度决定后平面形状的角度 Y 经过计算求得角度用来使用 图 316 图图 316 计算公式 Z ARCtam a b 关于 b 的求法 Sin 180 Y b v v Sin 180 Y b b V Cos Y0 关于 a 的求法 首先用 b 求 C C b Sin 180 Y C V CosY 用 a 表示 c tanx a c a C tanxC 用上式带入 a V CosY tanx 用 a b 的式子带入 Z Z0 ARCtan V CosY tanx VcosY ARCtan CosY tanx 7 4 修边顶出器行程修边顶出器行程 7 4 1 顶出器顶出刃口最小有 10mm 的予压量 7 4 2 波浪形刃口时以最高点计算顶出行程 7 4 3 顶出器行程 予压量 板料厚度 断面最长厚度 刃口切入量 1 板料断面最长厚度 指倾斜面修边刃口切入料厚变化最长处的厚度 图 317 Z a v c Y X Z Z Z 上Z V C b sin t t0 t 0 t 上上 冲 压 方 向 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 172 图图 317 2 刃口切入量 考虑侧壁垂直修边的部位倾斜角小于 10 时刃口相对斜面切入 2mm 设置 倾斜角 10 时相对斜面切入 3mm 设置 图 318 图图 318 3 垂直修边与斜楔修边同时进行时顶出器行程设计基准按斜楔行程曲线图 7 5 斜面垂直冲孔的条件斜面垂直冲孔的条件 7 5 1 一个斜面上冲孔注意与产品要求的差异不得超出制件公差范围 图 319 按下式比较产品孔径差值 图图 319 7 5 2 在二个方向斜面上冲孔 图 320 按下式求出最大倾斜角 Q 值比较 孔径差值 tanQ 再求 d1 CosQ SinQt d d1 CosQ SinQt d 2 tanQ 2 tanQ21 2 上刃切入量 上刃 下刃 料厚 b 2 d d1 t a 2 1 a b b 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 173 图图 320 7 5 3 斜面冲孔孔径与最大倾斜角 1 确保产品孔径精度控制毛刺最小程度 倾斜角要满足表 7 3 中规定数值 图 321 表表 7 3 冲头直径 d min 倾斜角 65 以下 6 d 1210 以下 1215 以下 图图 321 2 当两个方向有倾斜角时 先确定最大倾斜角 按公式 tan 再按 表 7 4 规定的角度界线确定冲压方向 非表格界内的角度用斜楔冲制 图 322 表表 7 4 12345678910 1 1 12131415 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2 d Q 2 tanQ 2 tanQ21 2 1 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 174 7 5 4 冲孔刃口切入量 图 323 1 斜面上凸模一般切入量 2mm 以上最 小 1mm 2 能否垂直冲孔取决于倾斜角的条件 3 根据倾斜角决定凸模刃口接触形状 1 倾斜角小于 15 时凸模刃口端头为 平切 但取决于凸模的切入状态 图 323a 2 倾斜角大于 15 时凸模刃口端部设 计折面 防止尖部过快磨损 如 图 323b 3 原则上大于 15 时应该使用斜楔冲制 图图 323 7 6 修边镶块设计要素修边镶块设计要素 7 6 1 一般镶块的种类 锻态镶块和铸态镶块以及铸态基体焊接刃口三种类型 7 6 2 选用镶块类型的原则 根据生产纲领 产品的料厚以及产品形状和模具的类型选取 7 6 3 锻态镶块 1 基本形式 图 324 图图 324 2 使用形式 与与窝窝座座修边镶块修边镶块翻边镶块翻边镶块 一 个 配 2以上 15 以下 b a 15 以下 2以上 1 3 1 2 1 2 45 20 5 2 H 15 25 10 10 15 30 15 H 30 H 10 15 30 背座面 2个柱销孔 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 175 合 面 与与窝窝座座修边镶块修边镶块翻边镶块翻边镶块 二 个 配 合 面 二 个 配 合 面 三 个 配 合 面 全 部 窝 入 用 于 凸 配合面 柱销孔 配合面 柱销孔 起重螺孔 柱销孔 螺钉孔 冲孔配合面 翻口 配合面 柱销孔 螺钉孔 配合面 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 176 模 镶 块 注 镶块可以单独使用不需窝座而用柱销定位 3 修边镶块的接缝形式及设计要素 1 钢质镶块缝及阶梯接缝接触面宽 15mm 窝座与镶块留间隙 1 2mm 铸件窝座与 镶块间隙 10mm 图 325 图图 325 2 铸态镶块接缝接触面宽 30mm 铸件窝座间隙 10mm 图 326 图图 326 4 镶块分块处夹角 60 时 接缝分界设置时必须保证刃口的强度 图 327 形状面 底面 1 2 10 1010 min50 1 2 形状面 底面 刃口形状面 背挡面 1 2 15 1010 min50 30 10202010 90 必须保证刃口强度 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 177 图图 327 5 镶块端头最小宽度尺寸 图 328 当镶块材料为 锻态钢时 Bmin 15mm 铸态钢时 Bmin 25mm 灰钢时 Bmin 35mm 6 修边冲孔时镶块结构 图图 328 1 整体式 修边刃口与冲孔凹模口较近时 图 329 2 分离式 修边刃口与冲孔凹模口较远时 镶块开槽 冲孔凹模放入槽中 图 330 镶块接合缝开槽 冲孔凹模放入槽中 图 331 镶块开洞 冲孔凹模放入洞中 图 332 图图 329 图图 330 图图 331 凸模 凹模 镶块端头 B 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 178 图图 332 7 对曲率落差比较大的工作面镶块分块接缝时要考虑刃口加工时不得与工作形面发 生干涉 图 333 图图 333 8 镶块靠挡块设置的条件及尺寸要求 图 334 当料厚 t 1 6mm 侧向力比较大时采用 作为镶块初组装的位置基准以及度料刀 单面刃口冲裁力较大时采用 图图 334 9 两次修搭接处的结构处理 1 要求 D L 图中详细画出二次修边的搭边值要求 图 335 6最小直径铣刀 铣刀 50 D L min30 40 40 min30 第二次修边轮廓 R25 第一次修边轮廓 R5 15 10 0 5 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 179 图图 335 2 二次修边时模具图中必须标注出第一次修边的位置 二次修边与一次修边刃口 重叠量 以及一次修边后制件形状 图 336 图图 336 10 垂直修边与侧修边凹模镶块刃口的交接 侧修利用斜楔滑块的特点 使侧修镶块先修边后停止不动 垂直镶块后修边 两 方向的镶块必须保持一点间隙 一般取 1mm 1 垂直方向运动和倾斜方向运动凹模镶块的交接 图 337 图图 337 2 垂直方向运动和水平方向凹模镶块的交接 图 338 10 第一次修边轮廓 R5 凹模刃口 标注尺寸 二次修边线 一次修边后留下形状 毛坯外轮廓线 一次修边线 凹模刃口 R5 上10上 30 40 1 垂直方向运动的修边凹模镶块 倾斜方向运动的修边凹模镶块 修边线 丝裂断 1 修边线 水平方向运动的修边凹模镶块 撕裂断 修边刃口轮廓线 垂直方向运动的修边凹模镶块 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 180 图图 338 11 合理的修边条件 工序件修边时刃口的运动方向最好和修边表面垂直 如果运动 方向和修边表面成一个角度时其角度不得小于 10 避免材料撕断和实际厚度增加而 受力过早损坏 图 339 图图 339 12 修废料刀设计要素 1 废料刀的宽度尺寸按拉延件轮廓大 10mm 尺寸考虑 图 340a 2 在拉延深的部位影响废料刀强度时要考虑加强措施 图 340b 废料刀一般结构 废料刀强度不足时 图图 340 13 便于废料的滑出废料刀后背应设计成斜面 相应基座也为斜面 图 341 上17 10 R3 距拉延件外轮廓尺寸 废料刀 上刃 压料板 下刃 废料刀加强厚度 上刀与废料刀空开10 1 0上上 30上上 20 min30 h 便于废料滑出 基座 废料刀 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 181 图图 341 14 废料刀基本尺寸要求 1 宽与高比值要素 H 1 5L 图 342 图图 342 2 最小厚度和斜面角度 图 343 图图 343 3 废料刀刃口与基座空开尺寸 图 344 图图 344 4 铸态废料刀基本尺寸要求 图 345 形面结构尺寸设计决定 L L min10 min30 制件形状毛坯外轮廓 h H H min30 1010 min35 3 5 10 15 修边线 上上上上15kg 上上上上上 C15 5上上 10上上 20上上 C10 20 30 15 10 5上上 30 10上上 5 30 5 15上上 15 25 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 182 图图 345 15 镶块加强筋的设计与刚性的校核 加强筋的作用 当结构受到限制或减轻模具重量时需要缩小壁厚尺寸要保证基座 刚性必须设置加强筋 设置的加强筋与底座厚度尺寸的关系见下示 图 346 B0 结构需要壁厚 B 不设加强筋所需壁厚 图图 346 B 不设筋所需壁厚 B0 结构所需壁厚 b 筋高尺寸 L 刃口线长 L0 L1 L2 筋宽之和 计算步骤 1 计算 B B0以及 b B0的比值 B0 B B0 L L0 B0 b 3 53 0 2 52 01 51 00 5 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 2 01 81 61 4 1 2 L L2 L1 H B b H 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 183 2 查图表得知 L0 L 的比值 计算 L0数值 3 确定加强筋宽度 L1及根数圆整数值取上限 例 刃口长 L 400 没有筋时壁厚 B 120 结构需要 B0 75 筋高 b 140 计算筋宽和根数 B B0 120 75 1 6b B0 140 75 1 87查图 L0 L 0 22 L0 L 0 22 400 0 22 90 用筋宽 45 两根 用筋宽 30 三根 16 镶块基座刚性校核 1 壁厚与高度关系 图 347 B H 冲压间隙基本合理 B 模具的刚性基本合理 图图 347 B 基座厚度 H 基座高度 剪切应力 E 弹性基数 许用应力 t 板材厚度 灰铁 HT250 3 Kg mm2 球铁 6 Kg mm2 E 灰铁 HT250 E 1 1 164 Kg mm2 球铁 E 1 6 104 Kg mm2 选用数值 计算数值 表明设计尺寸合理 下图表 5 70 为校核参考数值 使用基体材料为 HT250 壁厚 B 与高度 H 的尺寸 7 6 7 废料刀布置原则 1 废料刀的布置以废料单面下落 废料不被夹持 为原则沿修边线轮廓布置一周 2 需要在平面方向设置角度的废料刀 其角度取 5 10 3 一块废料不能含两个垂直角 使废料卡在凸模上不易排除 图 348 Ht 3 3 40 E t H B t 6 t 4 5 t 3 2t 2 6 t 2 0 t 1 t 1 2 t 1 0 98 示例 230 高H上mm上 100150200250300350400 60 80 100 120 140 160 t 0 7 上 B 上mm上 不可以 可以 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 184 图图 348 4 废料刀与修边轮廓线的交点必须成 90 以上 120 以下的角度 图 349 图图 349 5 废料刀同一方向排列 使废料与废料刀刃和修边线交点为中心与另一废料刀交点 形成废料的回转轨迹易于废料的排除避免面对面排列 图 350 图图 350 6 废料刀的位置不得将废料的回转轨迹与修边轮廓线以及废料刀刃口面相交叉造成 废料不易排除 图 351 图图 351 7 相邻两废料刀设置平行或呈交点在修边线外侧的喇叭形式 图 352 90 120 废料回转轨迹 回转角 交点NG 回转角 回转角 交点NG 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 185 图图 352 8 修边轮廓有凹槽或者呈阶梯形状时要考虑废料落下与排除的可能性 不得已时设 置 强制退料 图 353 废料刀与修边刃口相对时 图图 353 9 修边线呈倾斜线时设置废料刀刃口面朝向时必须考虑废料回转落下的方向 倾斜 角 在 15 30 时必要按 图 354 所示的方向设置 图图 354 10 角部修边的废料刀要设置在过 R 切点的附近 图 355 刃口平行交点在修边线边 或 10 不可以 或 不可以 20 可 废料刀设在顶点上 在15 30 时废料 刀必须按图示方向设置 不可以 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 186 图图 355 11 废料刀设置时其刀座不得超过邻近修边轮廓线 图 334 12 废料刀的位置确保切下的废料重心位置在两废料刀连线 a a 之外 确保废料自然 落 下 图 356 图图 356 13 修边轮廓线呈凸台或缺口时 凸模切下后使废料卡在凹模刃口内 废料不易排除 此时必须设置强制废料处理措施 图 357 图图 357 14 废料的大小 为进入废料坑方便 所有废料均不能超过 图 358 所示尺寸或按 用 户要求确定废料尺寸 细长且近似直线的废料 图 358a 刀座不得超过修边外轮廓线 R 过R切点 a a 废料重心在此线外侧 有凸舌时 20 以下 20 有缺口时 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 187 图图 358a 呈 L 型的废料 图 358b 图图 358b 15 在易产生变形影响制件精度的部位不可设置废料刀 必须注意废料刀要有足够的 强度 16 废料布置的实例 图 359 maxA max650 max250 B max600 最大废料尺寸 下模废料刀 max300 5 a 废料宽度 a 上上上 min50 A上 废料刀 B上 修边线 毛坯外形 C 废料刀 下模镶块 底板座 废料滑板 15 10 T L 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 188 图图 359 图图 359 7 6 8 悬空式废料切刀 1 采用场合 1 减少金属材料切断时产生的切削粉末 提高制件外观质量时采用 2 安置废料刀造成影响废料的排除的情况采用 3 废料刀隔开困难 安置废料刀其刀口没有强度时采用 2 废料切刀设计原则 1 必须和修边轮廓对应 90 设置 图 360 C C H2 H1 C50以上 C50以上 30 注意基座强度 铸件不要设计成斜面 废料板发生干涉 注意螺钉头不能与 25 min10 B上 h 上上 3 5min40 40 R30 切刀轮廓 修边轮廓 汽 车 冷 冲 模 设 计 图 面 细 则 及 结 构 设 计 要 素 189 图图 360 2 废料切刀部的修边轮廓线的高低变化不能太大 最大不超过 15 图 361 图图 361 3 废料切刀部位的压料面拉延深度必须浅 小于 5mm 4 废料切刀用于废料宽度小于 50mm 以下的场合 图 362 图图 362 7 6 9 修边定位型面和顶出器压紧面的设置 1 基本尺寸 1 以凸模型面做为定位面 按其形面轮廓至少有 40 60mm 图 363 图图 363 2 侧壁高度 H 100mm 的制件 顶出器的形状面从 R 切点至少保证 30 40mm 的形 状面 其它设置躲避面 图 364 铸件顶出器 R 处壁厚至少有 20mm 保证其强度 小于 20mm 时采用加工 22mm 躲避面处理 压料面 拉延深度 5mm以下 50mm以下 过R切点 呈侧壁形状 40 内表件 呈平坦形状 50 内表件 呈斜面形状 60 外表件 50 外表件 40 内 外表面件 30