福大作业第四章冷冲压模具的结构与设计1

第四章冷冲压模具的结构与设计概述第一节冲压模的分类第二节冷冲压模具典型结构第三节简单冲裁模结构特点第四节连续冲裁模结构特点第五节复合冲裁模结构特点第六节冲裁模主要零部件的结构分析与标准的选用冷冲压模具的结构与设计概述工件与模具之间的定位工件与模具之间通过导尺、定位销实现完全定位凸模与凹模之间的定位导向凸模与凹模之间通过导柱、导套实现定位、相对运动导向。相关链接：定位相关链接：导向定位卸料装置的作用图中是采用固定卸料板实现废料板于凸模之间的卸料功能动力的传递动力由压力机传递给模具相关链接：卸料相关链接：动力第一节冲压模的分类一、按工序组合程度分二、按上下模导向方式分三、按凹模位置分四、按自动化程度分一、按工序组合程度分1、单工序模（简单模）2、多工序模A、连续模（级进模、跳步模）B、复合模3、简单模、连续模、复合模的选用原则单工序模是指压力机在一次行程中只完成一道工序的冲裁模在一副模具中，材料在模具的不同位置上能同时完成各自工序（是指压力机在一次行程中依次在几个不同的位置上同时完成多道工序的冲模）在一副模具中，在模具的同一位置上能同时完成数种工序的模具（在压力机的一次行程中，在模具的同一位置上同时完成几道工序的冲模）二、按上下模导向方式分1、无导向开式模模具本身无导向装置，工作时完全依靠冲床起导向作用2、有导向模A、导板模用导板来保证工作时凸凹模之间的准确位置B、导柱模上下模之间分别装有导套和导柱，两种导向零件保证凸凹模工作时的相对准确位置无导向单工序落料模1-上模座2-凸模3-卸料板4-导料板5-凹模6-下模座7-定位板导板式单工序落料模1-模柄2-止动销3-上模座4、8-内六角螺钉5-凸模6-垫板7-凸模固定板9-导板10-导料板11-承料板12-螺钉13-凹模14-圆柱销15-下模座16-固定挡料销17-止动销18-限位销19-弹簧20-始用挡料销导柱式单工序落料模1-螺帽2-导料螺钉3-挡料销4-弹簧5-凸模固定板6-销钉7-模柄8-垫板9-止动销10-卸料螺钉11-上模座12-凸模13-导套14-导柱15-卸料板16-凹模17-内六角螺钉18-下模座三、按凹模位置分1、正装模凹模在下模2、反装模凹模在上模四、按自动化程度分1、手动操作模2、半自动模3、自动模第二节冷冲压模具典型结构一简单模单工位、单工序二连续模多工位、多工序三复合模单工位、多工序第三节简单冲压模的结构1、无导向的开式简单冲模2、导板式落料模3、导柱式落料模4、冲孔模开式简单冲裁模与特点特点：安装调整麻烦，模具寿命低，冲裁件精度差，操作也不安全。适用于精度要求不高，形状简单，批量小或试冲裁件。无导向单工序落料模带固定挡料销的导板式落料模采用固定挡料销的结构简单，但送料时必须把条料往上抬一下才能送进，使用不太方便带活动挡料销的导板式落料模使用活动挡料销比使用固定挡料销方便，送料时不必抬起条料，因此可以提高生产效率，降低劳动强度但是它在送料过程中把条料往前推后还要往后拉，还是不太方便导板模特点使用偏心压力机,导板模比无导向模具精度高，寿命长，使用安装容易操作。适用于形状简单，尺寸不太大的冲裁件。导板与凸模为间隙配合，其配合间隙必然小于凸凹模间隙。导柱式落料模与特点精度高，成本高，导向可靠，寿命长，安装、使用方便。适用于成批、大量生产。导柱与导套之间为间隙配合冲孔模例一利用弹性推件销实现自动取料冲孔模例二导柱式冲孔模1-上模座2、18-圆柱销3-导柱4-凹模5-定位圈6、7、8、15-凸模9-导套10-弹簧11-下模座12-卸料螺钉13-凸模固定板14-垫板16-模柄17-止动销19、20-内六角螺钉21-卸料板冲孔模例三导板式侧面冲孔模1-摇臂2-定位销3-上模座4-螺钉5-凸模6-凹模7-凹模体8-支架9-底座10-螺钉11-导板12-销钉13-压缩弹簧第四节连续冲压模的结构特点1、用导正销定距的连续模2、用侧刃定距的连续模是指压力机在一次行程中依次在几个不同的位置上同时完成多道工序的冲模用导正销定距的连续模由固定挡料销控制送料步距作粗定位。由导正销实现精定位在凸模上：位置与个数由冲孔情况定在凸模外：位置要求对称分布；数量由工位数决定1-模柄2-螺钉3-冲孔凸模4-落料凸模5-导正销6-固定导料销7-始用导料销相关链接：导正销定距冲孔落料连续模考虑保证凹模强度，在冲孔工位后安排的一个空位。用侧刃定距的连续模一相关链接：侧刃定距侧刃原理（单侧刃存在的问题）采用单侧刃的问题在于，当冲裁到达最后一步时，缺少可靠的定位，造成其后各个工位加工的失败；可采用双侧刃来解决这个问题。双侧刃原理用侧刃定距的连续模二用侧刃定距的连续模特点在凸模上固定装上一个或二个特殊凸模---侧刃。侧刃断面的长度等于送料步距，每次定位后将切除一个步距的边缘，用来下次定位。采用单侧刃，当条料冲到最后一件时，条料的狭边被冲完，于是条料上不再有凸角，落料时无法再定位，末料成废品。优点：操作方便安全，送料速度高，便于实现自动化。缺点：模具结构复杂，材料有额外消耗，定位精度不高。连续模排样连续模排样设计：1、零件精度对排样要求:精度要求高——尽量减少工位数孔距公差较小——尽量同一工位冲出2、模具结果对排样要求:零件较大或较小但工位多——采用连续复合排样3、模具强度对排样要求:孔距小——分布冲工位间凹模壁厚小——增设空工位外形复杂——分布冲4、零件成形规律对排样要求:落料或切断工序——安排在最后工位上对成形件变形部位上的孔——一般在成形工序下冲出套料连续冲模——按由里向外顺序冲出第五节复合冲压模的结构特点复合模：在压力机的一次行程中，在同一位置上，同时完成几道工序的冲模。1、正装式复合模2、倒装式复合模正装式复合模这副模具在落料凹模下安装了空心垫板。采用这种结构，使落料凹模的型孔成为形通孔，便于加工，还可使凹模减薄，节约模具钢。相关链接：正装式倒装式复合模废料直接从压力机台面落下，而冲裁件从上模推下，比较容易引出，因此操作方便安全。相关链接：倒装式正装式、倒装式复合模的比较1.正装模特点：生产率不高，但精度高，工件平衡。顶件板、卸料板均为弹性的。条料与冲裁件同时受到压平作用，适用于教软较薄的冲裁件。2.倒装模特点：卸料方便，工料不平衡。废料直接从压力机台面落下，而冲裁件从上模推下，比较容易引出，因此操作方便安全。易于安装送料装置，生产效率较高，所以倒装复合模使用较为广泛。项目正装复合模倒装复合模凸凹模的位置上模下模除料、除件装置的数量三套两套工件的平整性好较差可冲工件的孔边距较小较大结构复杂程度复杂较简单正、倒装复合模的特点比较第六节冲裁模主要零部件的结构分析与标准的选用一、模具零件的分类二、模具零件的结构与设计一、模具零件的分类根据零件的不同作用可分为：冲裁模零部件工作零件定位零件卸料与推件零部件导向零件连接与固定零件工艺零件结构零件其它零件二、模具零件的结构与设计1、凸模组件及其结构设计2、凹模设计3、定位零件4、卸料与推件零件5、模架1、凸模组件及其结构设计凸模组件:凸模、凸模固定板、垫板和防转销、上模座、螺钉、销钉固定凸模的结构形式凸模固定方式凸模的长度凸模材料凸模的表面粗糙度凸模强度的校核凸模的结构形式a)直通式凸模：工作部分与固定部分的形状和尺寸做成一样。b)台阶式凸模工作部分与固定部分的形状和尺寸不同。固定部分多做成圆形或者矩形。直通式凸模这类凸模可以采用成型磨削、线切割等方法进行加工，加工容易；但固定板的型孔加工比较复杂。台阶式凸模固定部分一般为圆形或者矩形，其固定板的型孔为标准尺寸孔，加工容易。非圆形凸模的台阶式结构凸模固定方法铆接台肩用螺钉、销钉直接固定凸模固定方法凸模的长度：当采用固定卸料板和导料板时，其凸模长度按下式计算：当采用弹压卸料板时，其凸模长度按下式计算：hhhhL321hthhL21凸模材料形状简单:T8A、T10A等形状复杂、淬火变形大的凸模(尤其采用线切割加工):采用合金工具钢，如Cr12、9Mn2V、CrWMn等凸模的表面粗糙度工作部分:Ra0.8~0.4固定部分:Ra1.6~0.8凸模强度的校核凸模固定板、垫板固定板厚度取（0.6∽0.8）H凹、长宽尺寸与凹模相应尺寸相同。垫板厚度4∽6mm，长宽尺寸与固定板相同。大型凸模可以省略垫板。2、凹模设计凹模洞口形式的选择凹模的外形尺寸凹模的外形结构及其固定方法直壁式：主要用于带顶料装置上出件的模,形状复杂或精度较高冲裁件。当t0.5时，h=3~5当t=0.5~5时，h=5~10当t=5~10时，h=10~15当β=2°~5°时，容易落料凹模洞口形式的选择斜壁式：薄件、形状简单、材料较硬，小批量生产。凸台式：主要用于冲裁厚度0.3mm以下的小间隙、无间隙模具凹模的外形尺寸凹模厚度：H凹=Kbb：冲裁件最大外形尺寸K：系数（参见p.101表4-3）凹模壁厚：c大凹模：c=(2.5~..)H凹小凹模：c=(1.5~2)H凹凹模长度：A凹=b+2c(由以上公式得到的尺寸不必校核强度)计算值：选择模架的依据。镶接凹模凹模外形结构及其固定方法外形结构:整体式镶拼式镶拼结构实例凹模固定方法：（凹模一般采用螺钉和销钉固定在下模座上）镶拼结构固定方法正装式凸凹模的最小壁厚：黑色金属1.5t（t≥0.7mm）有色金属≥t(t≥0.5mm)倒装模凸凹模的最小壁厚：查p.102表4-4凸凹模的最小壁厚3、定位零件横向定位装置：使条料由正确的送进方向导料销、导料板及侧压装置纵向定位装置：控制条料在冲裁中送进步距挡料销、导正销、侧刃定位板和定位钉横向定位装置导料销导料销两个，位于条料的同侧导料板两导料板之间距离L=条料最大宽度+间隙值导料板厚度H=材料厚度t或挡料销高度+（2∽8）整体式导料板其长度和宽度与凹模板外形尺寸相同。在实际应用时，导料板与卸料板可以作成一体侧压装置当材料t0.3时不适用。导料板结构侧压装置1-凸模2-凹模3-挡料杆4-侧压板5-侧压簧片侧压装置纵向定位装置固定挡料销：圆形挡料销（常用）、钩形挡料销活动挡料销始用挡料销（首次冲压时使用）侧刃导正销固定挡料销圆形挡料销勾形挡料销活动挡料销始用挡料销侧刃结构1-导料板2-侧刃挡块3-侧刃4-条料侧刃定位误差比较特殊侧刃导正销结构导正部分高度h——取h=(0.8～1.2)t导正部分直径d——与导正孔采取H7/h6或H7/h7配合与挡料销的位置关系：导正销基本尺寸a图b图1.021.0221DDsDDssTT1.021.0221DDsDDssTT定位板和定位钉4、卸料与推件零件卸料板刚性卸料装置弹性卸料装置废料切刀卸料推件装置和顶件装置刚性卸料装置弹性卸料装置刚性推件装置刚性推件：要求推杆均布，受力均衡要求推杆应对称于打杆布置推件装置和顶件装置弹性推件装置1-橡胶2-推板3-连接推杆4-推件块弾性推件：出件力不大，但出件平稳无撞击，冲件质量较高。弹性顶件装置1-顶件块2-顶杆3-托板4-橡胶5、模架模架：模架是由上、下模座、模柄及导向装置组成对模架的基本要求:要有足够的强度与刚度要有足够的精度上下模座之间的导向要精确模架形式对角导柱式模架中间导柱式模架四导柱式模架后侧导柱式模架导柱形式a)A型导柱b)B型导柱c)C型导柱d)A型小导柱e)B型小导柱f)A型可卸导柱g)B型可卸导柱h)压圈固定导柱导套的形式a)A型导套b)B型导套c)C型导套d)小导套e)压圈固定导套导向零件导柱和导套H—模具闭合高度模柄结构冲裁模设计程序框图模具总装图的一般布置情况主视图俯视图冲裁零件图排样图局部视图冲裁模设计程序1.冲裁件工艺性分析。2.确定冲裁工艺方案。3.选择模具的结构形式。4.进行必要的工艺计算。5