冲压成形模具.docx
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冲压成形模具
冲压成形模具
一、冲压加工基础知识
1.冲压技术及模具
●冲压是利用安装在冲压设备上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需制件的一种压力加工方法。
●冲压工艺、冲压模具、冲压材料构成了冲压加工三要素。
冲压模具一般具有专用性<具有“一模一样”的特征),且模具制造的精度高,技术要求高,是技术密集形产品。
模具CAD/CAE/CAM技术成为改造传统模具生产的关键技术。
●冲压的基本变形方式:
分离工序和成形工序 ●对应于变形方式→相应冲压模具 ●冲压模具的基本组成: 上模和下模 各种结构的冲压模具,尽管复杂程度不同,组成零件各有差异,但主要由七种构件组成。 ①工作零件 ②固定零件 ③导向零件 ④卸料与压料零件 ⑤定位零件 ⑥紧固零件 ⑦附加机构 2.冲压工艺与冲压设备 因为冲压加工的零件种类繁多,各类零件的形状、尺寸和精度要求各不相同,因而生产中采用的冲压工艺也多种多样。 ●冲压件的工艺性系冲压件对冲压工艺的适应性。 根据冲压工艺分析的结论,综合考虑生产中的各类因素,确定合适的冲压工艺方案至关重要。 ●冲压成形工序是在冲压设备上完成的。 冲压设备的种类很多,其分类方法也很多 应根据要完成冲压的工序性质、生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和精度要求等来选择冲压设备的类型。 二、冲裁工艺与冲裁模 ●冲裁模是指从条料、板料或半成品上沿规定轮廓分离材料所使用的模具。 通常指落料模和冲裁模。 <动画1) ●根据冲制零件尺寸、精度要求的不同,冲裁模分为普通冲裁模和精密冲裁模。 1.冲裁件的工艺性 在编制冲压工艺规程和设计模具之前,从工艺角度分析制件设计得合理与否,是否符合冲裁的工艺要求。 ●冲裁件的结构工艺性 ●冲裁件的尺寸精度与断面粗糙度 ●冲裁件的尺寸标注 ●冲件材料等 2.冲裁过程 冲裁过程的变形相当复杂,但了解和掌握其变形规律,有利于冲裁工艺与冲裁模设计,有利于冲裁件质量的控制。 ●三个阶段<间隙正常时) ●冲裁件的断面特征<正常冲裁条件下P36)<动画2) 3.冲裁件的工艺计算 ●排样、搭边、条料宽度计算 排样是指冲裁件在条料或板料上的布置方法。 在冲压零件的成本中,材料费用占60%以上,因此材料的经济利用是一个重要问题,而材料的经济利用又与排样方式有关。 搭边: 指冲裁时制件与制件之间、制件与条料边缘之间的余料。 条料宽度尺寸的确定: 有侧压装置: 无侧压装置: 式中: L——制件垂直于送料方向的基本尺寸; Δ——条料的宽度公差; b——侧面搭边值; C——送料保证间隙: B≤100,C=0.5~1.0;B>100,C=1.0~1.5。 ●模具的压力中心计算P26 冲裁模的压力中心即冲裁力合力的作用点。 冲压时,模具的压力中心必须与压力机滑块的中心线重合;否则滑块就会承受偏心载荷,使模具歪斜,间隙不均,导致压力机滑块与导轨和模具的不正常磨损,降低压力机和模具的使用寿命。 简单形状的工件压力中心的计算: ①对称形状的零件压力中心,位于刃口轮廓图形的几何中心上; ②直线段的压力中心位于直线段的中心; ③等半径的圆弧段的压力中心,位于任意角2α角平分线上,且距离圆心为的点上,。 复杂形状冲裁件压力中心的计算: ①选定坐标系; ②计算各轮廓的长度或冲压力; ③计算各轮廓或冲压力中心的坐标值; ④根据力矩原理计算压力中心。 或 ●冲裁工艺力计算 冲裁模设计时,为了合理地设计模具及选用设备,必须计算冲裁工艺力。 冲裁工艺力包括冲裁力、卸料力、推件力和顶件力。 4.冲裁模设计中的计算 ●冲裁间隙 ●刃口尺寸计算 ①落料尺寸决定于凹模尺寸,设计落料模时,以凹模为基准,间隙取在凸模上,冲裁间隙通过减小凸模刃口的尺寸来取得; ②冲孔尺寸决定于凸模尺寸,设计冲孔模时,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的尺寸来取得; ③设计落料模时,凹模基本尺寸应取制件尺寸公差范围内的较小尺寸; ④设计冲孔模时,凸模基本尺寸应取制件尺寸公差范围内的较大尺寸; ⑤初始设计模具时,冲裁间隙一般采用最小合理间隙值; ⑥刃口尺寸的制造偏差方向,原则上单向注向金属实体内部; ⑦模具制造方法的不同,其刃口尺寸的计算方法亦不同。 ●弹簧尺寸 ●模具闭合高度 模具的闭合高度: 指模具在最低工作位置时,上、下模之间的距离。 原则: 模具闭合高度必须与冲压设备的闭合高度相适应,应介于其最大和最小闭合高度之间,不得大于其最大闭合高度。 模具的闭合高度应介于冲床最大和最小闭合高度之间,如果模具的闭合高度小于冲床的最小闭合高度,可以采用垫板。 5.冲裁模的典型结构 1)单工序模 1落料模 ●无导向落料模<敞开式) ●导板式落料模 ●导柱式落料模 ②冲孔模 ●结构与一般落料模相似 ●冲孔模有其特点: 冲孔大多在工序件上进行,为了保证冲件平整,冲孔模一般采用弹性卸料装置<兼压料作用P69),并注意解决好工序件的定位和取出问题;冲小孔时必须考虑凸模的强度和刚度,以及快速更换凸模的结构;冲裁成形零件上的侧孔时,需考虑凸模水平运动的转换机构等。 2)复合模 ●在结构上具有一个或几个具有双重作用的工作零件——凸凹模。 ●根据凸凹模在模具中的装配位置不同,分为正装式复合模<上)和倒装式复合模<下) 1正装式复合模 ●板料在压紧状态下分离,制件平直度较高。 ●因为弹性顶件和弹性卸料装置的作用,分离后的制件容易被嵌入边料中而影响操作,从而影响了生产率。 ●适于冲裁材料较软或料厚较薄、平直度要求较高的制件。 ②倒装式复合模 ●一般采用刚性推件装置,冲件不是在被压紧状态下分离,制件平直度不高。 ●冲孔废料直接从凸凹模内孔推下,当采用直刃壁凹模洞口时,会聚积废料,孔壁较小时可能引起胀裂。 ●结构简单<省去了顶出装置),并为机械化出件提供了条件,应用非常广泛。 3)级进模 ●在冲床一次行程中,按一定的顺序,在模具的不同位置上完成两种或两种以上的冲裁工序。 <动画4) ●为控制制件内、外形的相对位置精度,条料的定位成为关键。 ●两种基本结构类型: 导正销定距的级进模,侧刃定距的级进模。 ●一般情况下,侧刃定距的定距精度低于导正销定距的定距精度,有些级进模将两者联合使用,前者作粗定位,后者作精定位,此时,侧刃断面的长度应略大于送料步距,使导正销有导正的余地。 1导正销定距的级进模 常用于级进模中,以保证工件上的孔与外形的相对位置精度,消除送料的步距误差,起到精确定位的作用。 当冲裁材料厚度小于0.5mm,冲孔直径小于1.5mm,落料凸模尺寸较小时,不宜使用导正销。 工步较多,精度较高,零件上又无适宜导正的孔的级进模,常在条料的空位处设置工艺孔,供导正销导正条料。 ②侧刃定距的级进模 长方形侧刃: 制造简单,但当侧刃刃口部分磨钝后,会使条料边缘处出现毛刺而影响正常送进。 成形侧刃<燕尾形刃口): 克服了长方形侧刃的缺点,但制造较复杂,增大了切边宽度,材料利用率降低。 刃口的磨损较严重,强度也较差,因此不适于冲厚料。 适用于板厚在0.5mm以下,定位精度较高的冲裁。 侧刃数量可以是一个,也可以两个。 两个侧刃可以在条料两侧并列布置,也可以对角布置,对角布置能够保证料尾的充分利用。 多工序级进模多采用双侧刃结构。 尖角形侧刃: 与弹簧挡料销配合使用,节省材料,但操作麻烦,生产效率低,不常采用,只在冲裁贵重金属时使用。 6.冲裁模主要零部件介绍 三、弯曲工艺与弯曲模 1.概述 ●弯曲: 利用金属的塑性变形,将毛坯材料弯成一定角度或一定形状的冲压加工方法。 压弯的典型形状: ●弯曲是冲压生产中应用较为广泛的一种基本加工方法,属于成形工序。 一般用于板料、棒料、管料的成形加工。 典型压弯工件: ●根据弯曲件的不同要求及生产批量的大小,有多种弯曲方法。 最常用的是以弯曲模具在通用压力机上进行弯曲。 2.弯曲工艺 1)弯曲过程 2)弯曲件工艺性 ●弯曲半径 工件的弯曲圆角半径应不小于允许的最小弯曲半径。 最小弯曲半径: 导致材料开裂前的临界弯曲半径。 相对弯曲半径 表示弯曲变形程度的工艺参数。 ●弯曲件孔边距 弯曲件上的孔应远离弯曲变形区或安排在弯曲之后冲出;<安全距离查表) ●弯曲件的直边高度 弯曲直边应有足够的高度 ●添加工艺孔、槽或缺口 移动在宽窄交界处的弯曲线或开工艺槽、孔。 ●弯曲件的尺寸等 一般弯曲件的尺寸公差等级应在IT13级以下,角度公差应大于15′。 3.弯曲工艺计算 ●回弹值的确定 ●最小弯曲半径 ●弯曲件毛坯尺寸计算 ●弯曲力计算 ●弯曲模间隙的确定 4.弯曲模具 ●典型结构 ●弯曲成形质量问题 ●成形零件尺寸计算 四、拉深工艺与拉深模 五、成形模
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