冲压模具讲座bkjr.docx
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1、冲压模具具讲座 第一一章 概概论一.冲压压加工的的重要性性及优点点。1.重要要性:冲冲压工艺艺应用范范围十分分广泛,在在国民经经济的各各个部门门中,几几乎都有有冲压加加工产品品。如汽汽车,飞飞机,拖拖拉机,电电器,电电机,仪仪表,铁铁道,邮邮电,化化工以及及轻工日日用产品品中均占占有相当当大的比比重。2.优点点:1)生生产率高高。2)精精度高,质质量稳定定。3)材材料利用用率高。44)操作作简便,特特别适宜宜于大批批量生产产和自动动化。二.冲压压加工的的概念。1. 概念:即即利用压压力机及及其外部部设备,通通过模具具对板材施加加压力,从从而获一一定形状状和尺寸寸零件的的加工方方法。冲压加工工的
2、三要要素:冲冲床,模模具,材材料。冲压是生生产中应应用广泛泛的一类类加工方方法,主主要用于于金属薄薄板料零零件的加加工。在在产品零零件的整整个生产产系统中中,冲压压只是一一个子系系统,所所涉及的的也仅是是产品制制造过程程的一部部分。随随着市场场对产品品成本和和周期等等要求的的提高,从从系统的的整体优优化中确确定相关关的各要要素已成成为技术术和管理理发展的的重要方方向。影响冲压压加工的的因素:冲压加工系统人冲压工艺安全自动化安装润滑生产管理质量管理价格管理运输废料处理噪音对策后序工艺压力机模具材料辅助装置工具软件硬件三.冲压压工序的的分类。冲压工艺艺按其变变形性质质可以分分为材料料的分离离与成形
3、两大大类,每每一类中中又包括括许多不不同的工工序。冲压的基基本工序序:1.冲裁裁:包括括落料和和冲孔两两个工序序。1)落料料:模具具沿封闭闭线冲切切板料,冲冲下的部部分为工工件,其其余部分分为废料料,设计计时尺寸寸以模仁仁为准,间间隙取在在冲子上上;2)冲孔孔:模具具沿封闭闭线冲切切板料,冲冲下的部部分是废废料,设设计时尺尺寸以冲冲子为准准,间隙隙取在模模仁上。2.剪切切:用模模具切断断板材,切段线线不封闭闭.3.切口口:在坯坯料上将将板材部部分切开开,切口口部分发发生弯曲曲.4.切边边:将拉拉深或成成形后的的半成品品边缘部部分的多多余材料料切掉。5.剖切切:将半半成品切切开成两两个或几几个工
4、件件,常用用于成双双冲压。 切口 切边 剖切6.弯曲曲:用模模具使材材料弯曲曲成一定定形状(V型/U型/Z型弯曲)。7.卷圆圆:将板板料端部部卷圆。8.扭曲曲:将平平板的一一部分相相对于一一部分扭扭转一个个角度。 弯弯曲 卷圆圆 扭曲9.拉深深:将板板料压制制成空心心工件,壁壁厚基本本不变。10.变变薄拉深深:用减减小直径径与壁厚厚,增加加工件高高度的方方法来改改变空心心件的尺尺寸,得得到要求求的底厚厚,壁薄薄的工件件。11.孔孔的翻边边:将板板料或工工件上有有孔的边边缘翻成成竖立边边缘。 拉深 变薄拉拉深 孔的翻翻边12.外外缘翻边边:将工工件的外外缘翻起起圆弧或或曲线状状的竖立立边缘。13
5、.缩缩口:将将空心件件的口部部缩小。14.扩扩口:将将空心件件的口部部扩大,常常用于管管子。 外缘翻翻边 缩口口 扩口15.起起伏:在在板料或或工件上上压出筋筋条,花花纹或文文字,在在起伏处处的整个个厚度上上都有变变薄。16.卷卷边:将将空心件件的边缘缘卷成一一定的形形状。17.胀胀形:将将空心件件(或管管料)的的一部分分沿径向向扩张,呈呈凸肚形形。 起起伏 卷边边 胀胀形18.旋旋压:利利用赶棒棒或滚轮轮将板料料毛坯赶赶压成一一定形状状(分变变薄与不不变薄两两种)。19.整整形:把把形状不不太准确确的工件件校正成成形。20.校校平:将将毛坯或或工件不不平的面面或弯曲曲予以压压平。 旋旋压 整
6、形形 校校平21.压压印:改改变工件件厚度,在在表面上上压出文文字或花花纹。22.正正挤压:凹模腔腔内的金金属毛坯坯在凸模模压力的的作用下下,处于于塑性变变形状态态,使其其由凹模模孔挤出出,金属属流动的的方向与与凸模运运动方向向相同。23.反反挤压:金属挤挤压过程程中,沿沿凸模与与凹模的的间隙塑塑流,其其流动方方向与凸凸模运动动方向相相反。24.复复合挤压压:正挤挤与反挤挤的结合合。 压印印 正正挤压 反挤压压 复合合挤压四冷冲冲模类型型和特点点。1.模具具分类(按按冲压工工序的组组合方式式分)。1)单冲冲模:在在模具上上只有一一个加工工工位,而而且在冲冲床的一一次行程程中只完完成一类类冲压加
7、加工工艺艺。 2)复合合模:在在模具上上只有一一个加工工工位,在在冲床的的一次行行程中完完成两类类以上的的加工工工艺。3)级进进模:有有多个工工位组成成,各工工位完成成不同的的加工,各各工位顺顺序关联联,在冲冲床的一一次行程程中完成成一系列列不同的的冲压加加工。三类模具具的优缺缺点比较较:单工序模模复合模级进模结构简单较复杂复杂成本、周周期小、短小、短高、长制造精度度低较高高材料利用用率高高低生产效率率低低高维修不方便不方便方便产品精度度高高低品质低低高安全性不安全不安全安全自动化易于自动动化冲床性能能要求低低高应用小批量生生产大、中型型零件的的冲压试试制大批量生生产内外形精精度要求求高大批量
8、生生产中、小零零件冲压压2.级进进模特点点:1)冲压压生产效效率高。级级进模可可以完成成复杂零零件的冲冲裁、翻翻边、弯弯曲、拉拉深、立立体成形形以及装装配等工工艺,减减少了中中间转运运和重复复定位等等工作,而而且工位位数量的的增加不不影响生生产效率率,可以以冲制很很小的精精密零件件。2)操作作安全简简单。级级进模冲冲压时操操作者不不必将手手伸入模模具的危危险区域域。对大大量生产产,还采采用自动动送料机机构,模模具内装装有安全全检测装装置。3)模具具寿命长长。复杂杂的内形形和外形形可分解解为简单单的凸模模和凹模模外形,分分段逐次次冲切,工工序可以以分散在在若干个个工位,在在工序集集中的区区域还可
9、可以设置置空位,从从而避免免了凸、凹凹模壁厚厚过小的的问题,改变了凸、凹的受力状态,提高了模具强度。此外,级进模还采用卸料板兼作凸模导向板,对提高模具寿命也非常有利。4)产品品质量高高。级进进模在一一副模具具内完成成产品的的全部成成形工序序,克服服了用简简单模时时多次定定位带来来的操作作不变和和累积误误差。5)生产产成本较较低。级级进模由由于结构构比较复复杂,所所以制造造费用较较高,同同时材料料利用率率较低,但但由于级级进模生生产效率率高、压压力机占占有数少少、需要要的操作作工人数数和车间间面积少少,减少少了半成成品的储储存和运运输,因因而产品品零件的的综合生生产成本本并不高高。6)设计计和制
10、造造难度大大,对经经验的依依赖性强强。级进进模结构构复杂,技技术含量量高,设设计灵活活性大、难难度大;设计和和制造中中的经验验、推断断和目测测工作量量多,人人才培养养时间长长,个人人之间的的差异大大;同一一产品零零件可有有多种不不同的设设计方案案,设计计的灵活活性大;设计和和制造周周期长,费费用高,适适用于批批量生产产。级进进模还受受产品零零件尺寸寸限制,产产品尺寸寸不宜太太大。7)按订订单生产产,而不不是按计计划生产产,订货货受市场场影响大大,交货货期要求求短。五级进进模的功功能功能:级级进模的的基本功功能是利利用凸模模和凹模模在板料料上施加加一定形形式和大大小的作作用力,使使材料产产生塑性
11、性变形,从从而将毛毛胚转变变为产品品零件的的能力。材料插入模 具材料送进成形加工产品取件产品搬出六级进进模的设设计方法法。1.级进进模设计计流程。级进模设设计也是是一个系系统,其其流程如如图1-8所示示。具体体可以分分为四个个阶段:工艺设设计、排排样、概概要设计计、结构构设计、零零件设计计。1)工艺艺设计:即是对对产品零零件所包包括的成成形工序序逐一进进行分析析,以确确定产品品零件的的加工工工艺方案案。工艺艺设计前前应充分分了解产产品零件件的要求求及实际际的生产产条件。2)排样样与概要要设计以以工艺设设计可行行为前提提,具体体确定级级进模加加工产品品零件时时的工序序方案和和模具的的基本结结构形
12、式式,初步步给出模模具的估估价和制制造周期期,确定定是否继继续开展展模具详详细的设设计和制制造。3)结构构设计和和零件设设计就是是为级进进模正式式投入生生产而具具体地开开展的设设计,在在这一阶阶段部分分模具零零件的加加工也将将同期展展开。结结构设计计与零件件设计的的结果是是模具装装配图、需需加工的的模具零零件的工工程图。2.设计计注意事事项。1)要用用系统的的观点,从从冲压、模模具制造造等多方方面构成成的大系系统中确确定级进进模的结结构和零零件方案案,要重重视实践践经验的的作用。要要切合实实际,确确立切实实可行的的模具方方案,同同时要考考虑现有有的模具具制造条条件、冲冲压生产产条件。2)级进进
13、模结构构复杂,设设计难度度大,制制造费用用高,周周期长,因因此设计计应坚持持科学、严严谨、求求实的精精神,认认真分析析、详细细规划,务务求设计计合理、制制造方便便、满足足使用要要求。要要充分了了解产品品零件加加工的需需求和模模具制造造和使用用条件,表1-5是级级进模设设计前应应掌握的的数据。表表1-66是级进进模设计计时的规规划表。3)模具具设计和和制造具具有技术术密集型型的特点点,设计计和制造造密切相相关。随随着产品品市场竞竞争的加加剧和计计算机技技术的发发展,产产品制造造周期日日益缩短短,对模模具设计计和制造造周期的的要求也也愈来愈愈短,因因此,模模具设计计和制造造的交叉叉并行已已成为必必
14、然。表1-55 级进进模设计计前应掌掌握的数数据项目设计前应应掌握的的数据工件与材材质板厚与精精度、材材质、料料宽、热热处理、毛毛刺方向向的要求求模具设计计资料批量、模模具的形形式、材材料的送送进方向向,导料料方式等等模具材质质凸、凹模模的材质质模架形式、尺尺寸、模模柄尺寸寸冲床形式、吨吨位、行行程、SSPM、开开启高度度、送进进方向、滑滑块与台台面尺寸寸、模柄柄孔尺寸寸尺寸标注注有效位数数、尺寸寸公差、标标注要求求图纸图纸尺寸寸、图号号、名称称的标注注要求加工设备备现有加工工设备可可加工能能力表1-66 级进进模设计计规划表表产品名称称产品编号号模具编号号模具交货货期冲压加工工规格被加工材材
15、料规格格产量月产 个材质总寿命 个板厚行数 个板料宽度度列数 列板料状态态带料加工速度度 r/mmin条料生产方式式级进冲压压卷料简单冲压压复合冲压压送料装置置规格备注送料机构构辊式气动夹持式NC送进线高高度 mmm (公公差)冲床规格格产品简图图:吨位闭合高度度模柄直径径落料孔径径说明: 产品零件图生产,技术要求基本工序分解初步工艺方案设计毛坯展开工艺性分析OK?毛坯排样冲切刃口设计工序优化成组工序排样工艺计算结构概要设计价格,周期 评测压力机工序排样图NOYES不合适合适结构详细设计零件设计零件图外购件明细标准件明细零件明细表装配图备料,毛坯粗加工模具零件加工Z表1-8 级级进模设设计流程
16、程:第二章 级进模模结构设设计模具的优优劣在很很大程度度上体现现在模具具结构上上,因此此,级进进模结构构设计对对模具的的工作性性能、加加工性、成成本、周周期及寿寿命等起起着决定定性作用用。第一节 级进模结结构设计计一 级进进模结构构1.从总总体角度度来看,级级进模结结构基本本上可分分为两大大类:日日本式模模具结构构和美国国式模具具结构。1)日本本式模具具结构:利用卸卸料板压压料(常常见模具具结构)。优点:压压料可靠靠,模具具生产时时稳定性性好;缺点:噪噪音大。2)美国国式模具具结构:没有卸卸料板,采采用局部部压料(两两者更本本区别) 优点:噪音小小,速度度高; 缺点:压料不不是很可可靠。2.级
17、进进模的构构成。模板(88块板) 凸模模 工工作零件件(入子子)模具 凹凹模 主导向向 导导向零件件 零件 副导导向 连接零零件(螺螺钉,等等高套筒筒及垫圈圈) 定位零零件(定定位销,导导正销,定定距侧刃刃,灌胶胶PINN) 导料零零件(导导板,LLiftter)辅助零件件 传传力零件件(螺塞塞,弹簧簧,传力力销) 检测装装置(误误送/叠叠料/波波动/光光电检测测) 其它(压压板,止止高块,限限位柱,浮料块块,浮料料销,顶顶杆二 结构构设计原原则.1.尽量量选用成成熟的模模具结构构或标准准结构。2.模具具要有足足够的刚刚性,以以满足寿寿命和精精度的要要求。3.结构构应尽量量简单、实实用,要要具
18、有合合理的经经济性。4.能方方便地送送料,操操作要简简便安全全,出件件容易。5.模具具零件之之间定位位要准确确可靠,连连接要牢牢固。6.要有有利于模模具零件件的加工工。7.模具具结构与与现有的的冲压设设备要协协调。8.模具具容易安安装,易易损件更更换方便便。三 模具具基本尺尺寸1. 模具平面面尺寸模具平面面尺寸是是指模具具轮廓最最大尺寸寸,它易易凹模外外形尺寸寸为基础础,以最最终选择择的模架架尺寸为为准。2. 模具闭合合高度模具闭合合高度是是指模具具处在最最低点的的工作位位置时,上上模座的的上表面面到下模模座的下下表面之之间的距距离。即即为模具具各块模模板厚度度之和。压力机闭闭合高度度是指压压
19、力机滑滑块在下下死点时时,滑块块底面到到压力机机工作台台面上平平面的距距离。由由于多数数压力机机滑块高高度可上上下调节节,当压压力机连连杆调至至最短时时的闭合合高度称称为压力力机最大大闭合高高度Hmmax,而当压压力机连连杆调至至最长时时的闭合合高度称称为最小小闭合高高度Hmmin。为了保证证模具能能装在压压力机上上工作,模模具闭合合高度必必须小于于压力机机闭合高高度。最最好H位位于Hmmin和和Hmaax之间间,一般般应满足足 Hmmin+10HHmaax-55第二节 工作零零件设计计一 凸模的结结构设计计(考量量凸模的的强度、钢钢性):1. 凸模的分分类:1) 按凸模断断面形状状可分为为简
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