《冲压模具CAD、CAE、CAM综合实训》课件-项目五：修冲模具CAD结构设计

修冲模具结构设计基础知识PRESSTOOLComprehensivetrainingofpresstool冲压模具CAD/CAE/CAM综合实训（含劳动教育）contents目录01修冲模具结构类型03修冲模具工作原理02修冲模具结构分析04修冲模具结构设计要求05修冲模具结构设计准备06劳动教育修冲模具结构类型0101修冲模具结构类型修边模是用于将拉延件工艺补充部分和压料面多余部分切掉的模具，修边模往往兼具冲孔功能，因此又叫修边冲孔模，简称修冲模具。根据修边镶块的运动方向，可分为三大类：垂直修边模、斜楔修边模和垂直斜楔修边模，如图a、b、c所示。（a）垂直修边（b）水平修边（c）倾斜修边01修冲模具结构类型修边镶块与压力机方向作一致的垂直运动，这类修边模叫垂直修边模。在考虑零件成型工艺时应尽量地采用垂直修边模。垂直修边模左右边板前连接板修边冲孔模修边镶块作水平或倾斜方向运动的修边模叫做斜楔修边模。修边镶块的水平运动或倾斜运动是靠斜楔的驱动来实现的,斜楔安装在上模部分，由压力机带动,将压力机垂直方向压力转化为水平或倾斜方向压力，如图所示。这种修边模的工作部分占据较大面积，模具外轮廓尺寸大，结构复杂，制造比较困难。斜楔修边模01修冲模具结构类型修边镶块的一部分作垂直方向运动,另一部分作水平或倾斜方向运动,这类修边模叫做垂直斜楔修边模，如图所示。这种修边模结构复杂，必须慎重处理废料的分块，以及垂直方向运动和水平或倾斜方向运动的修边镶块的交接。垂直斜楔修边模01修冲模具结构类型修冲模具结构分析0202修冲模具结构分析123456781091.上模座2.冲孔凸模固定板3.凹模座板4.上模压料芯5.凸凹模6.卸料板7.修边镶块8.冲孔凸模9.凸凹模固定板10.下模座如图所示的修冲模具结构:上模的零件有上模座1，冲孔凸模固定板2，凹模座板3，上模压料芯4，修边凹模镶块7，冲孔凸模8。02修冲模具结构分析123456781091.上模座2.冲孔凸模固定板3.凹模座板4.上模压料芯5.凸凹模6.卸料板7.修边镶块8.冲孔凸模9.凸凹模固定板10.下模座下模的零件有凸凹模5，卸料板6，凸凹模固定板9，下模座10。上模的所有零件通过螺钉和销钉直接或间接地固定在上模座上，再锁紧于压机的滑块中；下模所有零件固定在模具的下模座上，利用压板紧固于压力机的工作台上。修冲模具结构的工作原理0303修冲模具结构的工作原理修冲模具的工作原理是：上模部分零件随压力机的滑块向下运动，压料芯首先压住拉延工序件，上模继续向下运动，直至修边凹模镶块和凸凹模刃口配合、冲孔凸模与凸凹模内孔相互作用修冲出制件。03修冲模具结构的工作原理分离的冲孔废料沿下模部分的漏料孔滑落至工作台下面，修冲后的制件由推件机构推出，使其脱离凹模型面，废料由卸料板从凸凹模上卸下，同时，压力机滑块回程至上死点，修冲工序完成一次完整流程。修冲模具结构设计要求0404修冲模具结构设计要求板料冲裁时修边刃口运动方向最好与修边表面垂直，若刃口运动方向与修边表面必须呈一定角度时，则应避免近乎平行，因为近乎平行时，材料不是被切断而是被撕开的，不仅影响修边质量，而且造成刃口切割的实际厚度大大增加，致使修边刃口不能切割或局部受力大而过早损坏。合理利用板料冲裁条件合理确定修边定位方式一般采用拉延件形状定位的方式，分拉延件侧壁形状定位和拉延槛形状定位两种方式。前者适于空间曲面变化较大的覆盖件，后者适于空间曲面变化较小的浅拉深件。当无法采用上述方式定位时，可采用工艺孔定位，如图所示。工艺孔定位04修冲模具结构设计要求合理确定冲孔废料的排除方式冲孔废料的排除方式有下落捅除式和外流储存式两种形式。大块的冲孔废料和中间的冲孔废料只能在下底板上开废料槽，再加盖板用外力捅除废料，称这种方式为下落捅除式。靠近边上的小块的冲孔废料通过斜槽往外流出的方式称为外流储存式。04修冲模具结构设计要求合理确定修边废料的分块和排除方式04修冲模具结构设计要求修边时必须将拉延件的工艺补充部分全部切除，因此废料较多。对于较长和圈状的废料，为了安全和方便，还需要进行分块。修边废料的分块应根据废料的排除方法而定，手工排除修边废料的分块不宜太小，一般不超过4块；机械排除废料的分块要小一些，但一般不多于8块，便于废料打包机打包即可。分块的位置最好在废料较窄的地方。修冲模具结构设计准备0505修冲模具结构设计所需准备以手柄盖板修冲模具为例，其结构设计时所需准备包括：经过CAE验证的符合工艺要求的数模；还需要修边线，如图中蓝色线条所示；板料收缩线，如图中红色线条所示；冲孔线，如图中绿色线条所示。06劳动教育加强诚实劳动教育，培养学生诚信品质。所谓“诚实劳动”，在于敬业实干，热爱并踏实做好自己的工作，充分发扬工匠精神；还在于发乎本心，遵循天道。习近平总书记在讲到“诚实劳动”对国家发展、人民生活的意义时指出，“人世间的美好梦想，只有通过诚实劳动才能实现；发展中的各种难题，只有通过诚实劳动才能破解”。“诚者，天之道也。”每个人要从集体利益出发，不弄虚作假、消极怠工，要诚实劳动，遵守职业道德，学习并遵循社会发展的规律，努力为国家社会经济发展做出贡献。修冲模具的预处理设计PRESSTOOLComprehensivetrainingofpresstool冲压模具CAD/CAE/CAM综合实训（含劳动教育）任务目标运用冲压模具智能设计软件完成手柄盖板修冲模具预处理设计。contents目录01装配的创建03行程计算02工艺数模、模架、压机的调入04任务实施装配的创建0101装配的创建采用“小装配”的设计思路在冲压模具智能设计软件中进行修冲模具结构设计，因此，需要创建出修冲模的装配树，后续的零件才会装配到相应装配节点下。“创建装配”是修冲模具结构设计的第一步操作，目的是创建出修冲模的装配树结构，并设置与工艺数模相同的图层。01装配的创建单击菜单，出现“结构设计”选项卡。创建装配的具体操作如下01装配的创建在“预处理”选项卡中单击“创建装配”命令，如左图所示；弹出【创建装配】对话框，如右图所示。01装配的创建操作界面系统根据模具类型自动设定模具名称，可以修改。模具类型模具名称系统根据工具条的不同，自动设置模具类型。模具路径设置文件路径，建议在创建的工艺数模的路径下创建新的文件夹。“确定”，创建装配树结构。“确定”01装配的创建在创建装配对话框中输入模具名称为手柄盖板-OP20-TR+PI，设置工程路径，生成如图所示修冲模装配树。ASS：总装配DLT：工艺数模装配LWR：下模总装配LSH-ASS：下模座装配BCP：下模垫板SP：卸料板UPR：上模总装配UPAD-ASS：上压料芯装配USH-ASS：上模座装配LPAD-ASS：下压料芯装配DP：凹模板PP：冲头安装板TCP：上模垫板工艺数模、模架、压机的调入0202工艺数模、模架、压机的调入“调入工艺数模、模架、压机”功能用于创建装配之后，将工艺数模、模架和压机装配至修冲模相应装配节点下。“调入工艺数模、模架、压机”的具体操作如下：02工艺数模、模架、压机的调入在“预处理”选项卡中单击“调入数模”命令，如左图所示，弹出【调入工艺数模、模架、压机】对话框，如右图所示。02工艺数模、模架、压机的调入调入工艺数模点击“选择工艺数模”1.弹出文件选择对话框，自动将选择路径定位到已经创建的工艺数模的路径下；2.将选择的文件复制到当前装配路径下；3.如果路径存在同名，则删除原有文件；4.可重复选择。02工艺数模、模架、压机的调入点击“装载…”1.装配定位方式为“绝对原点”；2.引用集为“整个部件”；3.图层选项为“原始图层”；4.可重复装载。调入工艺数模02工艺数模、模架、压机的调入调入模架单击“调入模架”命令，展开如图所示的模架内容。02工艺数模、模架、压机的调入调入模架在“模架类型”中选择四导柱模架，并进行参数设置，如图所示。02工艺数模、模架、压机的调入调入模架单击“标准模架装载/更新”按钮，将模架装载到修冲模具中，已装载好的工艺数模和模架如图所示。02工艺数模、模架、压机的调入调入模架如果想修改模架类型和参数设置，可以在参数改动完成后再次单击“标准模架装载/更新”命令按钮即可实现。02工艺数模、模架、压机的调入压机是冲压模具智能设计软件中系统自带标准结构，用户选择定位点，系统自动将其装配到相应树节点下。单击“调入压机”命令，展开如图所示的压机内容。调入压机02工艺数模、模架、压机的调入选择压机类型和压机型号，单击“压机装载/更新”命令按钮，这样就将符合参数设定的压机装配进来了。如果想修改压机类型和型号，可以在参数改动完成后再次单击“压机装载/更新”命令按钮即可实现，已装载好的压机如图所示。调入压机计算行程0303计算行程功能介绍冲压模具智能设计软件中的“计算行程”命令用于在修边模设计时，计算上压料芯和卸料板的行程。上压料芯行程为保证零件在被压紧的状态完成修边；卸料板行程是保证修边完成后，零件和废料能从模具工作零件上脱模。修冲模具后续设计过程中需要使用上压料芯和卸料板行程时，能自动获取到此处行程，无需重复输入。03计算行程“计算行程”的具体操作如下在“预处理”选项卡中单击“计算行程”命令，如左图所示，弹出【计算行程】对话框，如右图所示。03计算行程计算上压料芯行程上压料芯行程是从上压料芯将修边件压紧在下压料芯开始计算，包括空行程K和修边行程C，空行程K为弹簧压紧上压料芯的距离；修边行程C为修边刀块进行切除废料的距离；两段行程的和即为上压料芯行程ST。各个参数在后续操作都会使用到，此处计算确定后，后续直接调用。03计算行程计算卸料板行程卸料板的作用是让零件从下压料芯上脱模，在开模状态卸料板的初始高度要高于下压料芯。在上压料芯与凹模一起下行过程中，与下压料芯距离为H时，凹模通过先行销压住卸料板一起下行，卸料板行程是指从先行销开始压住卸料板算起，一直到修边完成，因此，卸料板行程为先行高度H+上压料芯行程ST。各个参数在后续操作都会使用到，此处计算确定后，后续可直接调用。任务实施0404任务实施运用冲压模具智能设计软件进行手柄盖板修冲模具预处理设计。修边凹模镶块设计PRESSTOOLComprehensivetrainingofpresstool冲压模具CAD/CAE/CAM综合实训（含劳动教育）任务目标运用冲压模具智能设计软件完成手柄盖板修冲模具修边凹模镶块的设计。contents目录01修边凹模镶块的结构形式03修边凹模镶块的定位与固定02修边凹模镶块的分块线设计04修边凹模镶块的设计流程05任务实施修边刀块结构形式0101修边刀块结构形式修边凹模镶块是修边模的工作零件，从操作维修的方便性考虑，修边凹模镶块一般分割为多个镶块。为了降低修边制件毛刺产生的可能性，分割线要求与修边线垂直，做成分体式的结构，修边凹模镶块的结构形式如图所示。修边刀块镶块结构修边凹模镶块分块线设计0202修边刀块分块线设计利用冲压模具智能设计软件设计修边凹模镶块，在修边线上选择分块线端点时，最好选择光顺区域，且局部走势接近于X向或者Y向位置。单件成形建议使用a图所示的分块线分布，双件成形建议使用b图所示的分块线分布。a单件成形分块线分布b双件成形分块线分布修边凹模镶块的定位与固定0303修边刀块的定位与固定为方便调整，修边凹模镶块采用销钉配铰，有双向定位固定住的两个镶块之间，可接受3个无定位键镶块拼接，为了避免多个销钉配铰镶件拼接误差，无定位键、靠挡墙定位的镶块拼接在一起时不要超过2块，每块镶块使用螺钉固定，位置应接近修边刃口轮廓和接合面，并做参差布置。手柄盖板修冲模具的修边凹模镶块定位固定如图所示。修边凹模镶块定位固定定位结构修边凹模镶块设计流程0404修边刀块设计流程功能介绍利用冲压模具智能设计软件可自动创建修边刀块，利用“设计修边刀块”命令一次性创建出刃口随型的所有修边凹模镶块，所使用的分块线需手动创建，且仅限于X向或Y向。04修边刀块设计流程在“修边模设计”选项卡中单击“设计修边刀块”命令，如左图所示，弹出【设计修边刀块】对话框，如右图所示，在打开对话框之前，界面上只显示凹模板和工艺数模，其他隐藏。启动方式04修边刀块设计流程操作设置刃入量：可从“计算行程”中自动获取选择修边线：可以选择一条或两条可以采用直接框选的形式选择工序数模生产方式：单件成形、双件成形选择外轮廓线，即凹模板的内边界，即凹模板的内边界，作为全部镶块的外轮廓，也是镶块的靠背选择基准面，相当于镶块的安装面创建投影线：自动将修边线，外轮廓线投影到基准面上，并自动将视图调为“TOP”04修边刀块设计流程操作设置当“单件成形”时，分块线只有一种形式，即一端是修边线，另一端外轮廓线；“双件成形”时，分块线除了形式1，还有形式2，即一端为修边线1，另一端为修边线2。在修边线上选择一个点点选完毕后，紧接着选择与之对应的外轮廓线上的一个点，由该两点构成X向或者Y向的一条分块线所有分块线完成之后，点击创建，即可生成修边凹模镶块任务实施0505任务实施运用冲压模具智能设计软件设计手柄盖板修冲模具修边凹模镶块修冲模具模板零件设计PRESSTOOLComprehensivetrainingofpresstool冲压模具CAD/CAE/CAM综合实训（含劳动教育）任务目标运用冲压模具智能设计软件完成手柄盖板修冲模具各模板零件的设计。contents目录01修冲模具模板零件简介02修冲模具模板零件设计流程03任务实施修冲模具模板零件介绍0101修冲模具模板零件介绍垫板垫板的作用是承受冲头或镶件在冲压过程中的受力回让，避免模座发生凹陷或变形。修冲模具的上、下模垫板厚度可根据冲裁力和冲孔数量确定，冲孔数量少，冲裁力不大可适当做薄，厚度在8～10mm即可；冲孔比较多，冲裁力较大需要适当做厚，一般取17～20mm。本副模具需要冲两个孔，此处取上、下模垫板厚度均为10mm。左图所示为上模垫板，右图所示为下模垫板。上模垫板下模垫板01修冲模具模板零件介绍冲头固定板冲头固定板主要起固定冲头、小导柱的作用。冲头固定板材料对硬度要求不是特别高，但是材料太软也不行，容易把冲头的固定端直接拉到冲头固定板里，造成安装板损坏，厚度在17～20mm，此处取20mm，如图所示。冲头固定板01修冲模具模板零件介绍凹模板凹模板的主要作用是固定修边刀块，凹模厚度直接影响其强度、刚度和模具的耐用度，不宜太小，因为凹模下方要加工出大的凹槽安装修边刀块，凹模厚度过小，会使凹模工作时受弯曲而变形，甚至破坏，此处凹模板取35mm。凹模板01修冲模具模板零件介绍卸料板卸料板主要起脱料、压料、导正冲头等作用，其厚度根据冲孔的数量和脱料力的大小确定，一般厚度在20～25mm之间，此处取卸料板的厚度为20mm。卸料板01修冲模具模板零件介绍压料芯压料芯是用来把拉延工艺补充中多余的材料冲掉、切掉，或切开、刺破等，同时起工艺面压料的作用，其形状和工件外形大致相同。下压料芯也称作凸凹模，对材料的硬度要求高，常用的材料有Cr12Mo1v1、Cr12Mov、SKD-11等。为保证冲孔位置准确，在冲孔前需要上模压料芯先将下模压料芯压到底，然后冲头开始工作，完成冲孔工序。上模压料芯下模压料芯修冲模具模板零件设计流程02冲压模具智能设计软件可自动创建修冲模具各模板零件，修边模设计工具条上“设计工作零件”功能是在“调入工艺数模、模架、压机”之后，根据结构参数设置自动创建上、下模垫板，冲头安装板，上、下压料芯，凹模板，卸料板等零件。创建完后，将其分配至相应的装配节点下。02修冲模具模板零件设计流程功能简介02修冲模具模板零件设计流程启动方式在“修边模设计”选项卡中单击“设计工作零件”命令，如左图所示，弹出【修边模工作零件】对话框，如右图所示。02修冲模具模板零件设计流程操作设置参数示意图示意图中的参数C为刃入量，S2为先行销的可用长度，C+S2为上压料芯的行程，已与前述的上压料芯行程相关联，此处不提供修改依次选择工艺型面、修边线、上模座下表面、下模座上表面等结构要素结构选择区域02修冲模具模板零件设计流程操作设置零件颜色设置设置上垫板、冲头固定板、凹模板、上压料芯、下压料芯、卸料板、下垫板的颜色。创建在结构选择、参数设置、颜色修改完成后单击创建，可自动创建出手柄盖板修冲模具上垫板、冲