五金件生产时简易压板模具的设计与应用

1、五金件生产时简易压板模具的设计与应用王洋爱姆卡（天津）工业五金有限公司 天津市301700【摘 要】模具是工业生产的重要工艺装备，是用来将金属或非金属材料形 成制品的特殊工具。在绝大多数情况下，模具企业必须针对各种各样的特定要求 来对模具进行独特的设计和单一的牛产。在现代制造业中，无论哪一行业的工程 装备，都越来越多地采用由模具工业提供的产品。木文分析了五金件生产时简易 压板模具的设计与应用。【关键词】五金件；简易压板模具；设计；应用近年来，随着体制改革的不断深入，产品的竞争越来越激烈。怎样利用木国 现有的设备和相应的工艺，生产进口产品的易损件，在保证质量的前提下，降低 成木，增加国有企业的市

2、场竞争力，是当前首要的工作。一、概念和有限元模型1概念。现代生产中，产品更新换代的速度也越来越快，致使对模具设计和 制造提出更高的要求。特别是样品的生产，充分体现了效率的重要性。几何特征 在冲压件中比较常见，特别是一些尺寸很小，厚度较薄，因此对模具间隙、凸模、 凹模的要求极严，从而给模具制造带来了一定的困难。但实践证明，利用简易压 板模具生产冲压件中的特殊成型部分，而其余的部分利用冲裁模具牛产，是一种 比较理想的加工方法。所谓简易压板模具就是由几块钢板叠合而成，用来在压力 机或冲床上成型扳金件上的压花、压包、压字、压加强筋等部分的简易模具。2.有限元模型。木研究使用隐式两维商业有限元模拟软件建

3、立轴对称模型来 分析精冲过程，板料为黄铜，板料肓径5mm,板料厚度15mm,冲裁间隙为 板料厚度的1%,板料设置为塑性；凸模、凹模、顶杆和压边圈设置为刚性，板 料上大约生成网格，且在剪切带区域进一步细化网格来保证模拟精度，在有限元 模型求解过程中，为了克服单元过度变形引发的计算不收敛问题，每间隔10步 重新划分网格，板料的流动应力一应变曲线由拉伸实验得到，设置工具与板料 之间摩擦种类为库伦摩擦。在生成剪切面撕裂比最大的凸模冲裁板料过程中，微 裂纹首先萌生在凹模剪切刃口附近，而后向凸模扩展，当裂纹向凸模扩展至一定 程度时，凸模刃口附近也开始萌生裂纹而后向凹模刃口附近发展，最后两个裂纹 结合，形成

4、剪切面上的撕裂带。二、简易压板模具的设计1 滑动钏接治具。一是工作原理。由于压块和滑座都有滑轨线，当滑块放在 滑座上的滑块槽时，滑块在外界的受力作用下，沿着滑座的滑轨线可以上下移动。 在这里注意的是滑块和滑轨线必须平行，当滑块上升到一定的高度就会受到滑座 限定而停止移动，从中可以看出滑块在滑座既可以移动但又被滑座限制行程。二 是在设计时应该了解清起产品特点，根据钏钉的形状把滑动钏接治具里滑块和滑 座尺寸形状大小确定好之后设计岀图和原材采购。在这里注意治具材质都是用到 硬料，一般来说滑块用到便料是crl2mov,最好用到gbd2和skd11,而滑座 用到比较多的是crl2和crl2mov等。采购

5、冋来的原材经机械粗加工之后再热 处理，热处理要求硬度一般在hrc5&60,把热处理的材料经过平面研磨，研磨 平面度要求在0020.03mm。再把研磨好的材料分别线割加工，滑块和滑座最 好用在慢走丝加工，滑块与滑座滑动间隙在0.015-0.02mm之间，而钏钉过孔与 钏钉单边间隙线割加工在0.005mmo线割出来的滑块拿到加工中心精铳压线和 压边槽，而压线高度一般是0.15mm,大小根据钏钉大小而定，压边槽也是根据 钏钉形状而定。加工好的滑块和滑座需组装一起，检查滑块是否可以在滑座移动, 然后装在模具上。2二次加工时的定位部分设计。为保证首次加工与二次加工过程中的位置精 度，在首次加工吋

6、采用套板定位方式。套板结构包括固定工件本体的内孔及与上 下模对齐定位的三个销孔。套板的外形尺寸由工件本体最人外形尺寸向外偏移一 定距离获得，而固定工件本体的内孔则由工件本体最大外形尺寸向外偏移 0.05mm获得；三个定位孔分布到任意三个角上。有吋，为防止将工件放反，一 般切去套板的一角。至于套板的厚度一般与工件本体的厚度相同。3.结构设计。图1为模具结构。带料采用浮动抬料钉导向及抬料，利用3mm 导正钉精确定位，在压凹坑及弯曲成形及整形处均采用浮动结构，浮动压力由底 部弹簧37及卸料螺钉头部弹簧3提供。模具工作时，先预压再成形，以尽量保 证弯曲成形时弯曲部分的平稳。浮动抬料钉42比抬料顶块32

7、及28高岀0.5 1mm,以免带料被顶块挡住，影响带料的送进。图1为浮动打弯结构，当模具 合模吋，卸料板26、打弯凸模16与顶块32在上、下弹簧提供的压力作用下， 首先在零件不打弯成形部分产生一定的预压力，随着上模向下运动，打弯变形越 来越大，弹簧也被压缩得越来越历害，提供的压力也越来越大。当弯曲头部吋, 带料载体部分也被卸料板26及凹模板39紧紧压住，最人限度地限制了头部偏 转的可能性，后面的整形工序也采用同样结构。实践证明，这种结构是可行的, 保证了产品质量，尺寸5.5mm在公差范围之内。模具结构对解决定位柱被拉断、 表面拉伤及顶部破裂等难题有较大的帮助。模具结构应该保证凸模同定位柱的凹

8、模脱料杆一起下行及冋程，在模具运行的一个成形及卸料的行程中，模具凸模不 能脱离定位柱顶部的内表面，脫料杆不能脱离定位柱顶部的外表面。否则会出现 定位柱被拉断、表面拉伤及顶部破裂等缺陷。（图1）三、应用冲压速度对产品的质量稳定性有一定的影响。冲压速度过快，会导致定位柱 顶部裂纹，甚至破裂或拉断定位柱，凸模及凹模的粗糙度值对定位柱的影响较大。 凸模光滑利于凸模从定位柱的空腔中脱岀，凹模光滑有利于材料流动及定位柱从 凹模内顶出。应用时，将制作好的简易压板模具通过手工进行装配，然后通过销 钉固定。装配好的简易压板模具，放置到压力机或冲床上，合模后即可成型冲压 件中的特殊成型部分。从压力机或冲床上取出模

9、具，通过手工拆开，卸下工件， 然后将此工件通过冲裁模具等方式完成后面的生产。针对样品试制或小批量产品, 这种分散生产方式可以显著降低生产成本和提高效率。这种模具的缺点是劳动强 度大。实践证明，由于简易压板模具具有成本低，制造迅速、能够保证质量和适用 方便的特点，所以很适合在电器、通讯和仪器仪表等行业的样品制作和中小批量 生产中推广使用。特别是激光切割机、数控冲床和数控折弯机的应用更加体现了 这种简易压板模具在生产中的地位。而冲压生产中的特殊成型工序的模具制作周 期较长，成本也较高。为适应现代产品的快速更新换代和降低模具设计和制造成 本，或当现有设备不能成型或不能很好成型时，设计简易压板模具就显得尤为重 要。简易压板模具在生产上的实际应用，为冲件的小批量生产和样品试制生产开 辟了一条比较经济有效的途径。参考文献：门熊惟浩模具表面处