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另外,如果凹模上所有切料均采用镶块形式,则凹模板可用硬度为40—45HRC的40Cr钢,而镶块则采用60—62HRC的Cr12MoV、DC53或SKD11。
注:为什么保证DP、SP、SBP、PP的厚度?
因为许多的PUNCH,DP-INSERT,SP-INSER,的高度应严格控制,且其高度与DP,SP,SBP,PP有关,如果一块板的厚度改变,其余相同的板厚及PUNCH、DP-INSERT、SP-INSERT也应跟着改变,所以应保证DP、SP、SBP、PP的厚度?
6.图纸标准
- 所有零件图纸必须使用中兴(A0,A1,A2,A3,A4)标准图框形式。
- 图纸的更改符合ISO9001的要求。
- 全套模具图纸应包含的内容:
- 产品图纸(产品展开图)
- 排料图或工序图
- 模具总装图
- 加工零件图
- 模具零件明细表
- 标准件清单
- 模具材料清单
4). 图纸检查重点:
a.展开图
- 展开方法是否正确
- 是否考虑了补偿值
- 非对称公差取值是否合理
- 是否经过自检和互检
b.排料图或工序图
- 排料图或工序图的工序安排是否合理
- 毛刺方向与产品要求是否一致
- 切口问题是否经客户确认
- 是否经过评审
c.装配图
- 整体结构是否合理
- 冲床吨位及合模高度是否正确
- 160T及以上模具是否装有抬模装置
- 考虑到模具的锁定和扳手空间
- 有充分的抬料高度
- 考虑了导正钉的直径和长度
- 考虑了冲头和卸料板的装配关系
- 卸料力通过计算得到
- 卸料弹簧的数量、种类及分布合理
- 考虑了弯曲和翻边时卸料的可靠性
- 如有滑块,其结构是否合理
- DP、SP上的让位考虑周到
- 卸料螺钉、导料销在相应板上的沉头孔深度正确
- 导料销和条料的间隙合理
- 导柱、冲头等标准件的精度合理
- 大中型连续模最后一步切废料采用镶块
- 考虑了各板的强度
- 细长冲头的强度可靠
- 当预感到产品品质或模具可能会有某种问题时,是否留有改模空间
- 最后一步工位分离产品时,SP、DP板上是否有顶料钉
- 模具设计考虑了模具制造、装配的工艺性
- 能连续地达到公差和规定的性能水平
- 满足顾客特殊性的要求
- 落料是否畅通
d.弯曲,成形等零件图
- 弯曲是否带有压肩
- 是否考虑了回弹
e. 各种让位
- 弯曲,成形或翻边等后续工序是否有适当让位
- PUNCH与SP是否有让位
f. 配合尺寸
- 各种相关零件之间的间隙是否恰当
- 模具图书写标准:
- 标注铣削图形座标时,须标注出铣刀的轨迹座标.
- 模具图中不标模板倒角,但制造时须制造出必要的倒角.
- (编号) (名称) (位置)
- MATL:—-
- QTY: —-
- HDN: —-HRC
- THICKNESS: —-mm
- 技术要求注明在主视图的下方.格式如下:
- 模具零件图的标注须体现加工类型和加工内容.
- 标注符号采用中兴的统一标准.
1.TBP 2.PP 3.PUNCH 4.SBP 5.SP
PP型腔尺寸=冲头尺寸+0.01—0.02mm/side。
SP型腔尺寸=冲头尺寸+0.05—0.02mm/side。
这种配合方式适用于有小导柱对卸料板导向,且冲头直径较小,凸凹模间隙较小。
连续冲压中冲头如允许,形状可尽量设计成非对称形状,以避免冲孔废料或冲件跳出刃口损坏模具。
2.冲裁凹模的设计。
- 凹模型孔尺寸=冲头+0.05—0.07t/side,一般取0.05t/side,塑性差的材料可取大值,较好可取小值。
- 凹模刃口应锋利,且有效刃口高度及锥度:一般刃口高度为2—4t,锥度为1度。
- 一些孔径较小,料较厚,批量大的零件的凹模为方便维修,一般设计成镶块形式。
- 当同一块凹模板上兼有切料和弯曲或成形时,应将凹模刃口或弯曲 成形处做成INSERT,以方便研磨。如图2—4所示:
3.镶块设计
- 镶块的设置目的主要是为了加工或维修方便,一般有卸料板镶块(SP INSERT)和凹模板镶块(DP INSERT)。
- 一般镶块应尽量设计成非完全对称,以防装配时放错,打坏模具。
- 当镶块设计成矩形时,一般设计成3个小倒角,1个大倒台角,相应的模板型孔设计成3个小圆角,1个大圆角。
- 拼合面应尽量避免在圆弧部分
- 上下镶块的结缝面应错开
- 镶块的紧固一般有三种形式:
a. 螺钉固定
一般卸料板镶块采用螺钉反锁在卸料垫板上,凹模镶块设计成正锁在DBP上,同时镶块上的螺钉过孔应攻有螺纹,以方便拔出。如图2—6所示:
SP中的INSERT也可以正锁,但TP,TBP,PP中应螺钉的让位通孔。以方便调模具。
b. 过盈配合。
一般过盈0。005,只适用于凹模板镶块,而且易被冲头带出。
c. 挂台形式
此种紧固方法不利于维修与更换。如图2—7所示:
7). 当镶块无法用螺钉锁定时,则凹模镶块用单边过盈0.005配合,但卸料板上的镶块必须用台阶固定。当用螺钉锁定时,镶块与模板配合一般为零间隙。
4.弯曲工作部分设计
弯曲工作部分的结构设计主要从回弹方向考虑。防止回弹常用以下几种方法:
a) 改变弯曲部分的受力情况,
如图2—8,使弯曲整个部分受压应力。
如图2—9,使弯曲部分内外都受拉应力,改变了工件外部受拉应力,内部受压应力的状况,有效的防止工件的回弹
b) 采用补偿法,如图2—10,根据估算的回弹量,使冲头带有一定的后角。
5. 翻边结构设计
1. 导正钉的设计
1).导正钉主要用于连续模中对材料精确的导向,一般导正孔在冲侧刃或在侧刃的下一道 工序中冲出,在后一步工序设置一对导正顶,以后根据需要设置,在容易窜动的部位应有导整套顶。导正钉一般设置在载体上,与可利用工件本身的孔作为导正孔。其直径一般应大于2.0。在可能的情况下尽可能取大值。
2).一般导正钉头部形状有以下三种,如图2—10。
图(a)所示导正钉,可用于任何直径d=导正孔直径-(0.02—0.03)
H1=(0.5—1)t H2≤6.5
图(b)所示导正钉,主要用于d<6
d=导正孔直径-(0.02—0.03)
H1=(0.5—1)t
图(C)所示导正钉,主要用于d≥6
d=导正孔直径-(0.02—0.03)
H1=(0.5—1)t H2=6—8
3). 导正钉与模板之间的让位如图2—11所示:
一般地,若产品为厚材料,导正钉与模板之间的让位取大值,为薄材料时则取小值。
7.气吹废料
对于高速冲压过程中,当条料较薄时很容易引起跳废料,常用吹气来防止跳废料。
1).上模吹气
图2—12是采用上模吹气
当冲头较大时,采用冲头上装弹簧顶料机构,如图2—13。
2).下模吹气
图2—14是采用下模吹气。是使落料孔中产生一定的负压来防止跳废料。
3).对于极小的凸模横截面,采用把冲头加工成锥形,凸台或气槽,使制件或废料与凸模分离,如图2—15。
4).当废屑易带到凹模板上时,可采用如图2—16的机构。
3
模具导向部件设计
(本章所列举的标准件为盘起的标准件)
1、 内导柱,内导套的设计。
1)、内导柱,内导套主要应用于连续模和冲孔落料模中,能很好的保证PP,SP,DP三块板的相对位置精度,有效地保护细小凸模,保证凸凹模间隙均匀。
2)、连续模中,一组板的内导柱一般设置4根。一般小型连续模直径可选取13—16mm。大中型连续模选用20mm以上,一般采用盘起公司的SSGPH和SSGOH两种规格(160吨以上)或者嘉得公司的相关标准件。
3)、内导套一般与内导柱配套使用,一般采用SSGBH。用厌氧胶与模板粘结,一般间隙取0.02—0.03mm/side,且要求孔壁清洁无油污。
4)、小导柱在自由状态下应露出SP板20—30mm为宜。
5)、下模为了防止由于导柱的导入导出引起排气不畅或局部真空,应设置气孔或气槽。如图3—1所示:
1.TBP 2.PP 3.内导柱 4.SBP 5.SP 6.内导套 7.DP 8.DBP 9.DS
6)、内导柱应设置得非完全对称,以防止装模时出错。一般使某一内导柱在某一坐标上偏移3~5mm的整数。
附:内导柱,内导套的选用见下表:(次表提供标准件为盘起标准件)
2.外导柱,外导套
- 外导柱应先导入外导套20—30mm后,内导柱再导入内导套。见图8—1。
- 一般单动模和较为简单的小型连续模选用二个导柱,精密的连续模则必须选用四个或四个以上。
- 单动模外导柱一般采用对角或中间布设,但必须考虑上下模座的装夹位置和方便送料。
- 单动模一般采用滑动导柱,如MMYJP,但模板和模座边缘离导柱定位块5—10mm。
- 连续模一般采用带钢珠保持圈的滚动导柱。MMYJP常用于小型连续模,而大中型一般采用RRS,QQS。
- 为防止导柱与上模座顶撞,一般在上模座开设一孔,且直径应大于导套孔2—3mm。当模具完全合模以后,外导柱应不超过上模座,以免打坏冲床和模具。
h1=冲压件顺利送料所需最低高度+(1~3)mm
h2=t+(1—2)
T= h3+(h2-t )/2
A=B+(0.3—0.6)
2、 顶杆,顶块
结构(a)是普通的顶杆,应用广泛;
结构(b)主要造用于条料刚性差,同时又没有成形的部位。
因此该机构由于托起面积大而提高条料刚性。
顶杆,顶块一般与浮动导料销配合使用
3、 卸料结构
结构(a)主要应用于单动模以及简单的小型连续模;
结构(b)主要应用于大中型的精密连续模,同时也比图(a)装拆方便。
4、 限位钉的设计
连续模中,在开始进料时,为防止卸料板与板料单边接触而倾斜,减少模具寿命,需要在卸料板上开容料槽。一般容料槽有两种形式。如图4—4所示:
图中t为板料厚度,d为板料宽度。
t=0.1-0.3mm时采用(a),
t=0.3-0.5mm时采用(a)或(b),
t>0.5mm时采用(b)。
为了加工方便,有时也采用图4-5的结构
7
模具设计中文本标注标准
1、 一般规定
1)、图纸中未注公差的一般规定
X. 0.5
X.X 0.1
X.XX 0.01
X.XXX 0.005
X.XXXX 0.0002
2)为满足铣床工艺方面的要求,模板的尺寸标注应使用绝对坐标的形式
2、 铣床、钻床加工的文本标注要求。
- 铣床、钻床加工包括:钻孔,攻丝,铰孔,钻台阶孔,铣型腔等。
- 铣床、钻床加工一般尺寸标注为X.X,表明其公差为 士0.1,但通常情况下X.X表明加工工艺为铣或钻,其公差为机床所能达到的公差。铰孔标注为 XH7,按国家标准。
- 标注文本时,需说明工艺要求,并需标注工艺尺寸,如穿丝孔等。但攻丝和铰孔无需标明底孔直径。如图7——1所示:
- DR 8.0 THRU——-钻8.0的通孔
- TAP M8 THRU—-攻M8的螺纹,攻通
- REAM 8.0 THRU——铰8.0的通孔
- DR 8.0 THRU,CB 12.0 DP 8.0——钻8.0的通孔,正面铣 12.0 深8.0的台阶孔
- DR 8.0 THRU ,CB 12.0 DP 8.0 FS——钻8.0的通孔反面铣12.0深8.0的台阶孔
4)、有关术语的中英文对照
钻:DR 攻丝:TAP 铰:REAM
钻台阶孔:CB 铣:MILL 通孔:THRU
深度:DP 锥度:TAPER 刃中高度:LAND
正面:FF 反面:FS 线切割:W/C
其中FF,TAP,THRU有时省略。
5)、异形孔或异腔需用标记引出在模板外标注位置尺寸,并在文本一栏中标注加工方向和深度及相关加工工艺。
6)、用于安装大于M10的螺塞的螺纹孔,应注明为细牙螺纹。
3、 线切割加工中文本标注要求和设计要求
1)、基准孔的设置
- 基准孔是加工和装配的基准,有基准棒与其配合,通常SP,PP,DP板上的基准孔割成如图7—2所示的形式。一般情况下基准孔应设置两个,且两孔连线应平行于X或Y轴线,尽可能保证其坐标与零件的基准的相对坐标为整数,且保证内导柱和销钉孔的座标为整数。面积超过机床最大加工范围则需设置4个基准孔。
- 凹模板,卸料板,冲头固定板,上下模座必须做有基准孔。但上下模座只需铰出 6H7孔即可,不必割成图7—2所示形状。
2)、销钉孔的设置
- 销钉的作用为定位,其图面的表达方式如图7-3所示:
- 同一模板只准设置两个销钉孔,且其与基准孔的相对位置为整数,并且尽可能使两销钉孔的距离更大。
- 模座上的销钉孔应注意机加工工艺,如板太厚时,应设法减少铰孔深度。如果条件许可,模座上的销钉孔用加工中心加工,否则设法配做。
3)、穿丝孔的设置
- 线切割圆形时,穿丝孔设置在圆心。
- 线切割矩形时,且有一边长<10mm,穿丝孔设置的几何中心。
- 线切割矩形时,且有两边>10mm穿丝孔设置在矩行长边的中心
略5mm处。如图7—4所示:
4)、异形复杂型孔,型腔的标注
- 异形的复杂型孔,为保证图面的整齐,型腔的尺寸标注需用字母在模板内标明,然后在板外标上字母,以便与其它型孔区别。
- 当模板图纸附有磁盘时,无需把异形孔移出模板标明尺寸,仅需在磁盘上画出机准的尺寸,然后标明间隙为多少。冲裁凹模并标注刃口高度和漏料锥度。
- 如 W/C PROFILE(A.B.C.D.)=DET.DIM+0.05/S;
- 1.0 TAPER 3.0 LAND
- 解释:线切割割型孔A,B,C,D,实际尺寸按基准尺寸单边放大0.05mm,且刃口高度为3.0漏料锥度为1.0
- 所有的圆孔间隙都放好,保证标注尺寸与实际尺寸相一致。
- 其它复杂型孔视情况而定。基本的原则是加工信息表达清楚完整。
8
模具设计中的计算
1、 冲模设计中力的计算
1)、冲压力
Po=L T δ
Po——冲切力(Kg)
L——冲切长度(mm)
T——材料厚度(mm)
δ——材料抗拉强度(Kg/mm)
2)、卸料力
P=K Po
P——卸料力(Kg)
K——卸料力系数(一般取K=0.04—0.07)
Po——冲切力(Kg)
3)、弯曲力
1、 自由弯曲的弯曲力
0.6KBt2δb
V形弯曲 P1=——————–
R+t
0.7KBt2δb
U形弯曲 P1=——————–
R+t
式中:
P1——材料在冲压行程结束时,不受校正的弯曲力(N);
B——弯曲件的宽度(mm)
t——弯曲件材料厚度(mm)
R——弯曲内半径(mm)
δ、b——弯曲件材料抗拉强度(N/mm2)
K——安全系数,一般取1.3
2、 顶件力和压料力
顶件力或压料力P3值可近似取自由弯曲力的30~80%,
即P3=(0.3~0.8)P1
2、弯曲件的尺寸展开
1)、R>0.5t的弯曲件(按中性层不变计算)
L=L1+L2+ π/2(r+kt)
T——材料厚度
K——补偿系数(见下表)
2)、R〈0.5t的弯曲件(按体积不变计算)
L=L1+L2+(0.35-0.45)t
当r=0mm时,模具设计时取:r=0.3t
当出现“Z”形弯曲时,应当考虑补偿值
4.任何角度的弯曲展开都可用中心层不变原理展开。
4. 翻孔的计算
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