模具设计师冷冲模一级补充讲义.docx
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模具设计师冷冲模一级补充讲义
模具设计师(冷冲模)一级
培训补充讲义
上海职业技能鉴定中心
2010年4月
第1单元模具工艺与设计…………………………………………3
1.1冲压工艺分析与计算…………………………………………3
1.1.1读懂制件二维工程图、三维模型的几何形状、尺寸、精度
1.1.2分析包括弯曲、拉深等成形工序的较复杂冲压件成型工艺性
1.1.3确定该冲压件的工艺方案
1.1.4进行冲压件的工艺计算
1.1.5选用冲压设备
1.2钣金结构设计与建模…………………………………………4
1.2.1钣金弯曲
1.2.2钣金成形
1.2.3钣金展开
1.2.4钣金特征识别
1.3标准零件参数建模……………………………………………7
1.3.1冲压模具标准零件的选用
1.3.2冲压模具标准零件组的三维参数化建模
1.3.3冲压模具标准零件的装配
1.4非标准零件参数建模……………………………………………10
1.4.1冲压模具非标准零件的三维建模
1.4.2冲压模具零件的材料与热处理要求的确定
1.4.3冲压模具非标准零件二维图的生成
1.5级进模具排样仿真……………………………………………11
1.5.1条料排样
1.5.2工序排样
1.5.3切口设计
1.6创建模具总装配模型与生成模具总装配图……………………12
1.6.1冲压模具标准模架的选用
1.6.2冲压模具标准模架的调整
1.6.3冲压模具总体装配三维建模
1.6.4冲压模具总体装配组件间的静态干涉检查
1.6.5冲压模具总体装配静态干涉调整
1.6.6冲压模具总装配二维图形生成
1.6.7冲压模具总装配二维图形的修改
1.6.8标题栏的制作
1.6.9明细表生成
第2单元冲压模具调试与验收………………………………17
2.1模具调试……………………………………………………17
2.1.1试模材料检查
2.1.2模具检查
2.1.3压力机准备
2.1.4试件尺寸检查
2.1.5试件缺陷检查
2.1.6试模过程修整
2.2模具验收………………………………………………………18
2.2.1模具外观验收
2.1.2模具结构验收
2.2.3试模过程记录
第1单元模具工艺与设计
1.1冲压工艺分析与计算
1.1.1读懂制件二维工程图、三维模型的几何形状、尺寸、精度
1.1.2分析包括弯曲、拉深等成形工序的较复杂冲压件成型工艺性
1.1.3确定该冲压件的工艺方案
1.1.4进行冲压件的工艺计算
1.1.5选用冲压设备
例题
试题要求
指出排样图中各工位的名称及功能
参考答案:
1、工位1:
双侧刃冲切,冲2×Φ1.5mm孔及导正孔;
2、工位2:
空工位,导正销导正精定位;
3、工位3:
零件A一次切废料,导正销导正;
4、工位4:
零件A二次切废料,零件B一次切废料;
5、工位5:
零件A一次弯曲,零件B二次切废料;
6、工位6:
空工位,导正销导正;
7、工位7:
零件B一次弯曲;
8、工位8:
零件A二位弯曲;
9、工位9:
零件B二次弯曲,导正销导正;
10、工位10:
零件A切断;
11、工位11:
零件B切断;
12、工位12:
导正销导正载体。
1.2钣金结构设计与建模
1.2.1钣金弯曲
1.2.2钣金成形
1.2.3钣金展开
1.2.4钣金特征识别
根据零件图绘出钣件零件三维造型。
操作要求
1)采用钣金模块命令造型。
2)正确设定草绘中的约束关系。
3)冲压特征创建完整。
操作过程(仅供参考)
1.3标准零件组件参数建模
1.3.1冲压模具标准零件的选用
1.3.2冲压模具标准零件组的三维参数化建模
1.3.3冲压模具标准零件的装配
例题
根据组件图并查手册,建立浮动模柄标准零件组三维参数化装配模型,并按附表用部件族方法生成装配零件系列。
基本尺寸
零件件号、名称及标准编号
1
2
3
4
d/mm
D/mm
D1/mm
H/mm
锥面压圈
JB/T7646.5
凹球面模柄
JB/T7646.5
凸球面垫块
JB/T7646.5
螺钉
GB/T70
数量
1
1
1
4
规格/㎜
25
46
74
21.5
74
25x44
46
M6x20
32
55
90
25
90
30×53
55
M8×25
操作要求
(1)正确运用实体建模基本特征操作命令。
(2)正确选择绘图及基准平面。
(3)正确设定草绘中的约束关系。
(4)正确建立零件1、2、3参数关系及参数引用。
零件4可省略。
操作过程:
1.定义表达式
2.绘制工件2参数草图
3.旋转
4.绘制工件3参数草图
1.4非标准零件参数建模
1.4.1冲压模具非标准零件的三维建模
1.4.2冲压模具零件的材料与热处理要求的确定
1.4.3冲压模具非标准零件二维图的生成
习题
根据零件图绘出零件三维模型。
操作要求
1)正确运用实体建模基本特征操作命令。
2)正确选择绘图及基准平面。
3)正确设定草绘中的约束关系。
1.5级进模具排样仿真
1.5.1条料排样
1.5.2工序排样
1.5.3切口设计
例题
根据素材库××-1.5.1/472.stp文件图确定冲压件级进模排样设计。
操作要求
1)进行钣件特征识别。
2)正确确定废料形状,条料排样。
参考答案:
1.6创建模具总装配模型与生成模具总装配图
1.6.1冲压模具标准模架的选用
1.6.2冲压模具标准模架的调整
1.6.3冲压模具总体装配三维建模
1.6.4冲压模具总体装配组件间的静态干涉检查
1.6.5冲压模具总体装配静态干涉调整
1.6.6冲压模具总装配二维图形生成
1.6.7冲压模具总装配二维图形的修改
1.6.8标题栏的制作
1.6.9明细表生成
操作内容
根据零件图绘出零件三维造型;在零件三维造型的基础上确定合适的冷冲压工艺方案,设计模具零部件,套用合适的模架完成模具的三维总装配模型和二维总装图。
未注精度IT14。
(3)操作要求
1)选用模架符合冲压工艺,装配模型完整。
2)模具主要零件无静态干涉。
3)正确定义工程视图,生成二维总装配图。
操作过程:
1.排样
2.调用模架
3.设计冲孔件
4.设计弯曲组件
5.生成腔体
6.生成总装配二维图
第2单元冲压模具调试与验收
2.1模具调试
2.1.1试模材料检查
2.1.2模具检查
2.1.3压力机准备
2.1.4试件尺寸检查
2.1.5试件缺陷检查
2.1.6试模过程修整
例题
图示罩壳制件为批量较大的拉伸件。
材料为1mm厚度的不锈钢,外观需要光洁无划痕。
拉伸模具的凸、凹模等工作零件由Cr12MoV合金工具钢制成,且已经淬火和表面抛光处理。
在试模时发现制件表面有拉毛情况产生,而且有扩大的趋势。
罩壳制件图
试题要求:
试以拉伸变形过程、模具以及不锈钢材料的特点,分析其产生的原因及关于模具的解决方法。
参考答案:
1、(50分)。
答:
不锈钢材料,它的抗拉强度比一般钢板大。
它的冲压特点是既硬又粘,冷作硬化快,冲压力大。
在拉伸过程中,拉伸制件与凹模表面产生相对滑动,摩擦功要转变为热能,另一方面,拉伸材料发生塑性变形,变形功也转变成热能。
不锈钢的变形抗力远大于一般钢板,因此拉伸时会产生大量的热能,使界面温度升高。
温度升高后,润滑剂的粘度、润滑膜的厚度和强度下降。
由于法向压力较大,并有切向相对运动,加速了润滑膜的破坏,致使板料和凹模表面直接接触。
模具和板料表面宏观看是光滑的,但从微观看,其几何特征却是由凸峰和凹谷组成的粗糙表面。
当板料和凹模表面局部润滑膜破裂后,可能是由几个接触点承受全部载荷,实际接触点的真实压力将是宏观公称压力的若干倍。
当微观接触部位可能达到数个大气压的高压,同时产生脉冲高温。
在高温高压条件下极易造成模具和制件之间的局部点熔化焊合,即粘结,使少量金属从硬度低、塑性变形大的拉伸件表面撕脱,粘在硬度高的模具表面上,结果在制件表面产生划痕划伤。
凹模表面特别是凹模圆角处形成粘结瘤,它会越积越多,加剧了对制件表面的划伤。
当拉伸件材料与模具工作零件材料相容时,粘结的强度会更高,加上粘结本身的加工硬化,会使制件表面的划伤愈加严重。
本案例是冲压不锈钢材料,它与由Cr12MoV制成的模具属同名金属材料组成的摩擦副,化学性能和力学性能相近,模具与制件之间粘结倾向大,所以极易产生划痕、划伤。
通过以上分析,为减少拉深时出现粘结瘤的可能,可以把模具的工作零件选用与不锈钢形成异名金属材料组成摩擦副的材料。
如铜基合金、硬质合金等。
还有在以Cr12MoV制成的工作零件表面镀钛,同样可以达到改善出现粘结瘤的现象。
2.2模具验收
2.2.1模具外观验收
2.1.2模具结构验收
2.2.3试模过程记录
例题:
侧向冲孔模总装图
1.下模体2.凹模固定板3.凹模镶块4.压板5.弹簧6.卸料螺钉
7.固定板8.斜楔9.盖板10滑块11.垫板12.下模座13.凸模固定板
14.弹簧15.卸料螺钉16.卸料板17.小导柱18.小导套
a)b)c)d)
斜楔动作过程示意图
1.斜楔2.滑块
试题要求:
根据图示侧向冲孔模总装图和斜楔动作过程示意图,介绍该模具的主要特点、斜楔工作原理和验收时需要关注的重要点(如滑块的移动精度,压力机滑块行程大小,废料出模等)。
参考答案:
1.图示侧向冲孔模具的主要特点是,通过压力机的滑块垂直向下运动,由模具上的斜楔驱动模具滑块变成为水平运动,实现对制件进行侧向冲孔。
冲孔部分结构采用弹压卸料,并在卸料板、固定板和下模体之间加装小导柱、小导套导向。
这样对保证侧冲凸、凹模同心和保护好小凸模都是非常有效的。
滑块的复位通过双斜面斜楔的机械力刚性强制实现。
2.斜楔工作原理
图a表示斜楔滑块离开状态,图中A、B、C、D)分别指斜楔滑块四个面。
图b表示斜楔下行,斜楔的A面与滑块C面接触后情况。
斜楔继续下行,推动滑块按图中箭头方向朝左移动。
使模具进入冲孔过程。
图c表示斜楔从下死点开始要回程,斜楔的B面与滑块的D面接触的情况。
斜楔开始上行,推动滑块按箭向朝右滑动,使滑块回复到原来的起始状态,实现机械强制复位。
模具完成冲孔及卸料过程。
图d表示斜楔上行过程中B面已经离开滑块D面,斜楔下端的直边与滑块的直边相接触,斜楔虽在上行,但滑块则保持位置不动,直至压力机到上止点停止。
3.冲孔工作部分的精度,很大程度上受滑块移动精度影响。
验收时应注意滑块与导向之间的配合间隙,配合长度,确保冲孔的凸、凹模间隙均匀性不受任何影响。
本模具采用双斜面斜楔刚性复位,主要用于凸、凹模之间有一定的卡住力和要求控制滑块往返位置正确的场合,其缺点是滑块在复位后,仍以斜楔的伸长部分控制滑块的停止位置,如图d所示。
此时斜楔的总高度尺寸较长,当冲压
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