【文章內(nèi)容簡介】 落料凹模直徑 mm D 工件外徑的公稱尺寸 mm 沖裁 工件要求的公差 X 系數(shù)為避免多數(shù)沖裁件尺寸都偏向于極限尺寸此處可取 X 05 凹凸模制造偏差查表其值分別為 00400030 表 27《冷沖模設(shè)計》 實用間隙最小值可以通過查表 12《沖壓工藝模具學(xué)》 選取 所落下的料即為拉深的坯料按未注公差的自由尺寸 IT14 級選取極限偏差故落料件的尺寸取為還必須滿足下列公式 13 依據(jù) P22《沖壓工藝模具學(xué)》 有 所以滿足條件 14 15 凹模刃口的尺寸及公差的計算 由式 16 17 依據(jù) P54《沖壓工藝模具學(xué)》 以上各式中查表可知分別為 00250035間隙 C查表表 210《沖壓工藝模具學(xué)》 有 18 4 沖模零件的設(shè)計 41 落料凹模的設(shè)計 凹模的尺寸計算 凹模工作部分的尺寸計算參見前面的主要工藝參數(shù)的計算其他部分結(jié)構(gòu)寸的計算如下 1 凹模壁厚 C 凹模壁厚 C 是指凹模刃口到凹模外邊緣的最短距離凹模壁厚將直接影響凹模板的外形尺寸即長度與寬度 L x B 故在設(shè)計過程中應(yīng)選擇合 適的凹模壁厚 C 凹模壁厚 C 值主要考慮布置連接螺釘孔和銷釘孔的需要同時也能保證凹模強度和剛度在選擇凹模壁厚時還應(yīng)注意以下幾點工件落料時取表中較小值反之取較大值型孔為圓弧時取小值為直邊時取中值為尖角時取大值當設(shè)計標準模具或雖然設(shè)計非標準模具但凹模板毛坯需要外購時應(yīng)將計算的凹模外形尺寸 L X B按模具國家標準中凹模板的系列尺寸進行修正取較大規(guī)格的尺寸所以根據(jù)以上的要求查表 96 得零件毛坯直徑為Φ 157 板料厚度為 15mm 的凹模壁厚 C 為 42mm 2 凹模厚度 H 凹模板的厚度 H 主要不是從強度需要考慮的而是從連接螺釘旋入深 度與凹模剛度的需要考慮的凹模板的厚度一般應(yīng)不小于 10mm 特別小型的模具可取 8mm隨著凹模板外形尺寸的增大凹模板的厚度也應(yīng)相應(yīng)的增大 整體凹模板的厚度可按如下的經(jīng)驗公式估算 H K1 x K2 x01F 13 19 式中 F 沖裁力 N 在前面計算沖裁力得 F 299929N K1 凹模材料修正系數(shù)合金工具鋼 K1 1 碳素工具鋼 K1 13 該凹模的材料為 T12 故取 K1 13 K2凹模刃口周 邊長度修正系數(shù)見表 218 凹模厚度按刃口長度修正系數(shù) K2可得 K2 137 把 K1 13K2 137F 299929N 代入 H K1 x K2 x01F 13 可得 H K1 x K2 x01F 13 13 x 137 x 01 x 299929 13 5533mm 在求得凹模壁厚和厚度后就初步有了凹模的外形的尺寸這個外形尺寸還須向國家標準靠攏由凹模壁厚 C 42mm 凹模厚度 H 5533 知 凹模長 L 1572 x 42 241mm 凹模寬 B 1572 x 42 241mm 凹模板外形尺寸 L x B x h 241 x 241 x 5533 查表 146 摘自 GB285881 矩形和圓形凹模外形尺寸知 將上述凹模板外形尺寸改為 250 x 250 x 40mm 凹模的外形尺寸已標準化用以上方法求得的外形尺寸應(yīng)向接近的標準尺寸靠攏故凹模尺寸強 度和剛度足夠一般不再進行強度和剛度的核算 凹模的結(jié)構(gòu)形式 當沖裁形狀復(fù)雜公差等級高尺寸大或尺寸較小的零件時可以采用鑲拼式凹模但對于此零件的沖裁其凹模結(jié)構(gòu)簡單故采用整體式結(jié)構(gòu)其凹模結(jié)構(gòu)圖如下圖所示 圖 3 落料凹模結(jié)構(gòu)形式圖 凸凹模的工作部分尺寸在前面的設(shè)計計算中已經(jīng)算出這里根據(jù)零件的加工深度設(shè)計出凸凹模的內(nèi)外形尺寸在其內(nèi)部設(shè)計了限位倒角以限制壓邊圈的行程在上圓口設(shè)計了安裝反拉深凸模的沉槽在圖中標注尺寸精度形位公差及粗糙度凸凹模的零件圖如圖 4 所示 圖 4 凸凹模零件圖 42 凸凹模落料凸模和拉深凹模的 設(shè)計 凸凹模即落料時為落料凸模拉深時為拉深凹模在設(shè)計過程中綜合考慮其一些設(shè)計要點在這里不在敘述凸凹模結(jié)構(gòu)圖如下所示 圖 5 凸凹模落料凸模和拉深凹模結(jié)構(gòu)圖 43 沖模的導(dǎo)向裝置 沖模工作時除了由壓力機滑塊對上模與下模進行導(dǎo)向以外還可單獨設(shè)置導(dǎo)向裝置進行導(dǎo)向其主要作用如下 1 模具在壓力機上安裝調(diào)整比較的方便 2 沖制的工件質(zhì)量穩(wěn)定沖裁間隙始終保持一致而不易發(fā)生變化因此工件有較好的互換性 3 沖模不易損壞故模具的壽命比無導(dǎo)向沖模高 沖裁 1 無導(dǎo)向沖裁的條件 無導(dǎo)向沖裁是指沖裁模本身無導(dǎo)向裝置沖裁時壓力機滑塊的導(dǎo)向精度即滑塊橫向偏擺的最大距離將直接影響沖裁間隙的均勻程度 無導(dǎo)向沖裁不啃模的條件是在凸模與凹模單面間隙調(diào)整均勻的條件下其值應(yīng)不小于壓力機滑塊的導(dǎo)向精度如果從保證沖裁件斷面質(zhì)量考慮則單面沖裁間隙允許的波動值應(yīng)不小于壓力機滑塊的導(dǎo)向精度 2 無導(dǎo)向沖裁的應(yīng)用 無導(dǎo)向沖裁模的優(yōu)點是模具結(jié)構(gòu)簡單裝配容易成本降低其缺點是沖裁過程中沖裁間隙的波動將造成工件的質(zhì)量不穩(wěn)定精度較低并加速模具刃口的磨損調(diào)模間隙不好控制會造成啃模事故因此無導(dǎo) 向沖裁模的安全性較差綜上所述在板料厚度大于 08～ 1mm 精度要求不高生產(chǎn)批量較小的落料沖孔等單工序生產(chǎn)中可以采用無導(dǎo)向裝置 向 1 導(dǎo)板導(dǎo)向的特點 將固定卸料板式模具的固定卸料板與凸模制成小間隙配合一般為 H7h6 稱為導(dǎo)板導(dǎo)板的型孔按凸模刃口尺寸配作導(dǎo)板的功用有兩個一是在沖裁時起上模與下模之間的導(dǎo)向作用二是在回程時起卸料作用 導(dǎo)板導(dǎo)向式?jīng)_裁模突出的優(yōu)點是使用時非常安全可以說是所有沖裁中最安全的因為在使用過程中始終不允許凸模與導(dǎo)板脫離 2 導(dǎo)板導(dǎo)向的應(yīng)用 導(dǎo)板式導(dǎo)向的應(yīng)用仍有很大 的局限性首先由于凸模要兼作導(dǎo)向件其截面尺寸不能太小以免受側(cè)向力而折斷其截面也不應(yīng)太復(fù)雜其次由于使用中不允許凸模與導(dǎo)板脫離選用壓力機也受到了限制只能使用行程可調(diào)沖床而且導(dǎo)板導(dǎo)向式?jīng)_裁模仍屬于固定卸料方式也不適宜沖裁薄料但對于板料厚度大于 08mm 形狀較簡單的落料加工采用導(dǎo)板導(dǎo)向式?jīng)_裁模還是很適合的 導(dǎo)向 1 模架導(dǎo)向的特點 普通模架由導(dǎo)柱導(dǎo)套上模座和下模座組成從安全考慮通常導(dǎo)柱安裝在下模座導(dǎo)套安裝在上模座導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合面取圓柱面以便容易加工成小間隙配合使模架的導(dǎo)向精度高于壓力機滑塊的導(dǎo)向精度 采用模架進行 導(dǎo)向不僅能保證上下模的導(dǎo)向精度而且能提高模具的剛性延長模具的使用壽命使沖裁件的質(zhì)量比較穩(wěn)定使模具的安裝調(diào)整比較容易因此在中小型沖模上廣泛采用模架作為上下模的導(dǎo)向裝置 模具可視為模具的一個部件并且早已高度標準化與商品化在沖模設(shè)計時特別是中小型沖模設(shè)計時應(yīng)盡量選擇專業(yè)生產(chǎn)的標準模架對提高模具質(zhì)量縮短制模周期有著十分重要的意義 2 模架的類型及應(yīng)用 按導(dǎo)柱不同的位置分為如下四種模架 中間導(dǎo)柱模架 導(dǎo)柱分布在矩形凹模的對稱中心線上兩個導(dǎo)柱的直徑不同可避免上模與下模裝錯而發(fā)生啃模事故適用于單工序模和工位少的級進模 后側(cè)導(dǎo)柱模架 后側(cè)導(dǎo)柱模架導(dǎo)柱分布在模座的一側(cè)且直徑相同只適用橫向送料其優(yōu)點是工作面開敞是適于在大件邊緣沖裁其缺點是剛性與安全性最差工作不夠平穩(wěn)應(yīng)盡量少用 對角導(dǎo)柱模架 導(dǎo)柱分布在矩形凹模的對角線方向上既可以橫向送料又可以縱向送料由于導(dǎo)柱間的誤差方向與送料方向傾斜因此一般認為導(dǎo)向精度高于前兩種模架適于各種沖裁模使用特別適于級進沖裁模的使用為避免上下模的方向裝錯兩導(dǎo)柱直徑制成一大一小 四導(dǎo)柱模架 4 個導(dǎo)柱分布在矩形凹模的兩對角線方向上模架的剛性很好導(dǎo)向非常平穩(wěn)但價格較高一般的沖壓加工不需要四導(dǎo)柱模架 只要要求模具剛性與精度都很高的精密沖裁模以及同時要求模具壽命很高的多工位自動級進模才采用 彈壓導(dǎo)板式模架 彈壓導(dǎo)板除具有彈壓卸料板壓料及卸料功能外還能對凸模進行導(dǎo)向 按導(dǎo)柱導(dǎo)套配合性質(zhì)的不同有如下兩種形式 導(dǎo)柱導(dǎo)套滑動導(dǎo)向模架 將導(dǎo)柱與導(dǎo)套制成小間隙配合為 H6h5 時稱為一級 模架為 H7h6 時稱為二級模架在加工時導(dǎo)柱導(dǎo)套與模座均為 H7r6 過盈配合為避免導(dǎo)套壓入模座因變形而影響與導(dǎo)柱的配合將導(dǎo)套壓入段的內(nèi)孔直徑加大 1mm 不與導(dǎo)柱相配合 裝配良好的模架應(yīng)能用兩手輕輕抬起上模座而下模座 不動但這樣的效果很難達到 因為導(dǎo)柱與模座為過盈配合壓入導(dǎo)柱導(dǎo)套時難以保證垂直度所以在裝配時導(dǎo)柱導(dǎo)套與模座可以較松的過渡配合 H7m6 代替過盈配合容易保證導(dǎo)柱和導(dǎo)套的軸線垂直于模座平面使模架的導(dǎo)向精度只決定于加工精度而容易制成精密模架 對于沖裁模導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合間隙應(yīng)小于單面間隙當雙面沖裁間隙不造過 003 時相當于板料厚度小于 05mm 可選用一級模架雙面沖裁間隙超過 003mm 時可選用二級模架 為了保證使用中的安全和可靠性設(shè)計與裝配模具時還應(yīng)注意下列事項 當模具處于閉合位置時導(dǎo)柱的上端面與上模座 的上平面應(yīng)留 10～ 15mm的距離導(dǎo)柱下端面與下模座下平面應(yīng)留 2～ 5mm 的距離導(dǎo)套與上模座上平面應(yīng)留不小于 3mm 的距離同時上模座開橫槽以便排氣 導(dǎo)柱導(dǎo)套滾動導(dǎo)向模架 在導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間加多排鋼球組成滾動導(dǎo)向裝置滾動導(dǎo)向的突出特點是鋼球與導(dǎo)柱導(dǎo)套之間不但沒有間隙而且有 001～ 002mm 的過盈量成為無間隙導(dǎo)向因此其導(dǎo)向精度非常高 為了減少磨損鋼球沿導(dǎo)柱與導(dǎo)套工作面的滾動軌跡應(yīng)不重合為此鋼球在保持圈內(nèi)的排列橫向應(yīng)當錯開縱向連線與導(dǎo)柱軸線成 8 度角 為了防止保持圈在工作時下沉脫離導(dǎo)套而減少配合長度可在導(dǎo)柱上 另加一個支承彈簧 滾動導(dǎo)向裝置屬于無間隙導(dǎo)向精度高壽命長使用于高速沖模薄料 t 小于05mm 無間隙沖裁精密沖裁硬質(zhì)合金模及其它精密沖裁 標準模架 標準模架是指列入模具國家標準的模架標準模架有如下特點 1 標準模架是模具標準件中商品化程度最高的有各種型號與規(guī)格可供選購 2 出售的標準模架均由專業(yè)廠成批制造質(zhì)量有保障價格便宜 3 雖然每個模具都是單件生產(chǎn)的但是模架卻可以批量生產(chǎn)為適應(yīng)批量生產(chǎn)的需要降低生產(chǎn)成本提高模架質(zhì)量模座采用鑄鐵制造普通模架的導(dǎo)柱與導(dǎo)套選用 20 號鋼制造并經(jīng)滲碳淬火硬度為 58～ 62HRC 而滾動導(dǎo)向模架 的導(dǎo)柱與導(dǎo)套則采用軸承鋼 GCr15 制造淬火硬度為 62～ 68HRC 4 標準模架嚴格按冷沖模模架技術(shù)條件 GB285481 制造與驗收 可見標準模架的質(zhì)量是很高的設(shè)計模具時應(yīng)盡量選用 根據(jù)以上對各種模架的比較為了提高生產(chǎn)率降低模具的成本故在選擇模架時根據(jù)以上模架的使用和裝配要求在此設(shè)計中選用中間導(dǎo)柱標準模架其結(jié)構(gòu)圖如裝配圖所示 圖 6 中間導(dǎo)柱模架 44 定位裝置 沖壓加工時條料或坯料在沖模內(nèi)處于正確的位置稱為定位 定位的基本形式有如下三種類型 1 導(dǎo)向定位 2 接觸定位 3 形狀定位 在此設(shè)計模具中選 用接觸定位 條料的橫向定位裝置 條料的橫向定位也稱為導(dǎo)料主要作用是保證條料的橫向搭邊值故在此次設(shè)計中采用導(dǎo)料板進行條料的橫向定位其設(shè)計過程如下所述 導(dǎo)料板一般由兩塊組成裝配模具時保證兩導(dǎo)向面互相平行稱為分體式導(dǎo)向板在簡單落料模上有時將導(dǎo)料板與固定卸料板制成一體稱為整體式導(dǎo)料板采用整體式導(dǎo)料板的模具結(jié)構(gòu)較簡單但是固定卸料板的加工量比較大且不便于安裝調(diào)整 在固定卸料式?jīng)_模和級進模中條料的橫向定位使用導(dǎo)料板而不用導(dǎo)料銷導(dǎo)料板比導(dǎo)料銷耐用安裝調(diào)整方便 1 導(dǎo)料板的長度 對于無承料板的模具導(dǎo)料板的長度就等于凹模 板的長度即 L 250mm 2 導(dǎo)料板的寬度 當凹模型孔橫向尺寸沿對稱軸線均分時無論型孔是否對稱則兩塊導(dǎo)料板的寬度是相同的其寬度 b 應(yīng)按下式計算 b 05BB0B1 式中 b 導(dǎo)料板的寬度 mm B 凹模板的寬度 mmB 250mm