修边冲孔模讲义-20100905

2008-8-4湖南晓光模具设计教材修边冲孔模设计2010.09.05设计前的准备工作了解客户的需求。熟悉客户所提供的资料，如技术要求，机床参数等等。一般对于废料排除、模具部件材料、上下刃口间隙等这些与修边冲孔设计相关的都会有规定，其他未提到的就按照本公司的模具设计标准设计。设计前的准备工作从工法图上的到获得以下信息：•本序的数模型面•冲压方向•送料方向•数模中心•切边线•冲孔个数、孔径、孔位、C/H孔•使用设备冲压方向送料方向冲孔信息表修边线废料刀设计前的分析与计算分析与本序冲压内容熟悉工序面，分析废料排出有无障碍，考虑废料排出方案分析与上序冲压内容上工序的冲压内容对本序的设计有影响，需要确定几点：上序完成后的数模坯料大小，用来确定本序废料刀长度，保证切断。或者用来做本序的定位边，确定定位板或定位销的位置。检查上序的制件放在本序模具上时不能与本序模具干涉设计前的分析与计算退料力Ps（计算公式参照设计标准）在常规设计中，退料力一般为冲裁力的3-5%。（一般厚料取小薄料取大）如双边间隙为板厚的10%以下时，退料力将增大。t≤2mm，Ps=0.05P（形状简单）；退料Ps=0.06P（形状复杂）；P为冲裁力。t=2～4.5mm，Ps=0.07P（形状简单）；退料力Ps=0.08P（形状复杂）；P为冲裁力。t≥4.6mm，退料力Ps=（0.10-0.20）P；P为冲裁力。设计前的分析与计算冲裁切入量的确定在没有废料刀的情况下上模切入下模5或6mm即可设计前的分析与计算废料刀处切入量1.t≤1.52.1.5t≤2.53.t2.5132设计前的分析与计算强制冲裁的行程分析定义：当立边的切边线方向与冲压方向θ≤8°时，此时切断为强制冲裁。强制冲裁刃口设计：下模（凸模刃口）与制件形状完全一致。上模（凹模刃口）立边刃口与垂直方向成8°夹角，最小法向切入量≥1mm。强制冲裁工作行程加大，相应压料器行程也加大。强制冲裁处的刃口镶块应注意防侧。设计前的分析与计算压料行程的分析根据计算的退料力，选择适当的弹簧和压缩行程，保证在开始切边时弹簧的压缩力大于退料力。设计前的分析与计算估算模具的大小和闭合高度根据制件大小，冲切线的大小和位置，保证冲裁力中心与模具中心重合，估算出模具的长度和宽度。根据溜料角度和模具宽度估算出下模座的高度。根据压料行程确定压料块的高度。根据压料块高度及所选弹簧的型号，确定上模高度。估算出模具的闭合高度，和压床参数进行比较，看所选压床是否合适，如不合适应更换压床以免影响模具设计。设计步骤参考冲头，冲头固定座修边刀块压料器筋布置调整位置考虑压料块强度导向优先用：1.导柱；2.导板导柱2.拉杆螺钉行程限制器铸造模优先用：1.侧销；3.限位压板钢板模优先用：1.拉杆螺钉；2.挂台压力源选用优先用：1.弹簧；2.聚氨酯；3.氮气弹簧；上模座下模座筋布置设计时尽量将高度压缩到最低，留给下模排废料调整位置筋布置辅助装置起吊起吊有侧向力增加导板导向起吊必须选用导柱，导向废料排出取料辅助废料刀凹模套镶块冲孔设计相关冲头的形式选择一般使用带肩式冲头，标准长度80mm，大型铸造模正冲的冲头最好选用底部有Ø6定位销孔。侧冲孔冲头一定选用带顶出销式。当孔径＜8mm或者孔最小短边＜8mm时，在结构允许的情况下尽量采用球锁式冲头。制品钣厚t≥2.0mm时，孔径Ø10以下，ØD值(保持径)改用Ø13；冲头固定座必须垫5mm垫片。冲孔设计相关冲头尺寸的选用当孔有公差要求时：凸模的名义尺寸=产品孔名义尺寸+80%公差值当孔没有公差要求时：凸模的名义尺寸=产品孔名义尺寸+0.1冲孔设计相关异形孔或者超出标准冲头选择范围的孔需要自行设计凸模锻造异形冲头铸造异形冲头镶块设计材料的选择及热处理切边镶块材料的选择一般根据料厚、产量、形状等综合考虑来决定。一般来说，当材料为ICD-5或者CH-1时，热处理为HRC56-60；当材料为Cr12MoV时，热处理为HRC58-62。T≤1.41.5≤T≤22＜T凸模ICD-5(形状复杂时)Cr12MoVCr12MoV凹模CH-1(形状规则时)镶块设计镶块结构形式根据材料的不同，镶块结构形式主要分为锻造镶块和铸造镶块两类。其结构形式区别如下铸造镶块的结构形式，用于型面起伏较大模块。锻造镶块的结构形式，用于型面较平缓模块。锻造镶块铸造镶块镶块设计锻造镶块分块原则钢材长度区分（如图例）凹凸模钢材分割位置不能相同，凹模的分界线与凸模分界线应错开5mm以上。单一钢材重量超过25Kg以上时，必须要有起吊螺丝孔。（M8、M10、M12）镶块设计钢材分割面与P/F或刀口面之夹角皆应大于70°＞70°＞70°镶块设计台阶镶块的分块刃口镶块相邻安装台阶平面原则上高度差≥25镶块之间的接触面尺寸镶块设计钢材的锁付要领镶块的安装螺钉销钉的选用当料厚T≤1.6时，螺钉一般选用M12，销钉Φ12；当料厚T＞1.6时，螺钉一般选用M16，销钉Φ16。钢材长度螺栓数固定销数50≤L＜20022200≤L＜30032镶块设计螺栓3个以上锁固不可共线2020(MIN15)MIN40压料块的设计压料块外形设计周圈修边的模具，其压料块外轮廓大小根据修边线轮廓来确定。在这种情况下如果是窄长件，要充分考虑弹簧、拉杆螺钉位置能否布置开，导板能不能安装。对称件，导向应采取防反措施。压料块的设计压料块的高度根据行程的大小，导板的选择来确定。其中导板高度一般比行程大60左右，压料块的高度为切边处导向高度50左右加上导板高度再加上40左右。当然，压料块的高度还要根据整个压料块轮廓大小来综合考虑。压料面高低起伏比较大时，要保证压料块最小高度处的强度。压料块的设计压料块的压料面小于等于下模加工形面。切边时，压料面沿切边线周圈压料40左右，不工作的地方避让，以减小加工量。压料块的设计压料块与上模座冲头固定板安装座周圈空开10mm,高度方向与安装后的固定板下表面空开10-15mm。空开后保证冲孔处压料厚度15mm左右，如果太薄就要加高冲头以保证压料厚度。当孔径＜6mm，或冲孔位置较集中时，局部可单镶小压料块。压料块的设计压料块的掏芯在确定完压料块的轮廓和高度后就可以掏压料块的减重芯。大件通常的做法是保证压料块压料面沿形厚50，周圈壁厚40，其余中间部分先全部挖空，然后再补筋。特别在冲孔很多的模具中经常使用这种方法。补筋的时候就很清楚哪儿需要躲避冲头安装座，找合适的位置做出筋的走向；压料块的设计如果是窄长件或者是压料块比较小的模具就没有比较先全部挖空再补筋，也许窄长件本身宽度就不允许周圈壁厚40后还能掏芯。这种情况下就在冲头安装座的地方掏躲避孔，保证压料块与冲头、固定板、安装座铸件之间符合结构要求即可，再视情况减重压料块的设计当只有局部修边的情况下，压料块可以向外长大，应优先布置足够的弹簧和拉杆螺钉，最后再确定压料块的具体轮廓。如上图同样可以反映出这种情况，上图所示模具只切前后两边，左右不修边，那么压料块就可以向两端加长，以留出足够空间布置导板和弹簧。压料块的设计压料块的导向选择导板、导柱、复合导向、锥形定位导板导向：一般情况下压料块优先选择导板导向，同侧导板距离尽量加大。导板的高度应该在压料块走完行程以后仍能含合60mm左右，即导板高度为压料块行程加上60mm。压料块导板安装面的墙厚最少保证40mm。压料块的设计导柱导向：当冲孔所在形面有角度或者冲孔过小的情况下，需要在压料块上保护冲头的措施，安装冲头导套。在这种情况下，需要提高导向精度，压料块就应该使用导柱导向。下图表示了压料块导柱导向的安装方法，一般导柱安装在压料块上，下端改制加螺纹孔，用螺钉紧固。导套安装在上模座上，保证周圈有足够的壁厚。压料块的设计复合导向：复合导向一般用在符合上述条件的模具，而且压料块又比较大的情况下使用。如下图的压料块使用了冲头保护套和复合导向。压料块的设计压料块的限位选择侧销：在结构允许的情况下尽量选择侧销限位方式，一个压料块上一般使用4个工作侧销和2个安全侧销。压料块的设计套筒退料螺栓：在结构尺寸限制无法使用侧销结构的情况下选择套筒退料螺栓部件，小模可以选择普通退料螺钉。压料块的设计限位板只能局部修边时用。特点：加工，组装比较方便限位板压料块的设计弹性压料的选择弹簧压料方式根据前面计算所需要的预压力以及压料块工作行程的大小，来选择弹簧的规格。弹簧行程S=工作行程+预压量压料块的设计聚氨酯弹簧压料方式聚氨酯弹簧用在需要大压力小行程的模具中，但因聚氨酯会产生永久变形，所以原则上不建议使用。氮缸压料方式氮缸主要用于需要很高的预压力和大行程的模具中。压料块的设计弹簧的安装形式弹簧的最基本安装方式主要有两种，分别是窝孔安装方式和弹簧定位销安装方式。窝孔安装方式弹簧定位销安装方式压料块的设计快换冲头窗口的设计当冲孔直径小于8mm时，需要采用快换冲头结构。压料块过孔处需要镶块处理，以方便拆卸更换冲头。上模座的设计周边根据镶块的高低做出安装台，侧掏空，中间空出压料块位置。同时模座要有足够的强度，要满足铸造的工艺性。下模的设计凸模及废料刀的设计大件修边模的冲切刃口必须根据修边线的形状、修边线的高度差、修边线的角度等因素来选择最好的形式。以提高修边的质量，减少毛刺的产生，提高刃口的使用寿命。堆焊刃口（一般不使用）镶块式刃口镶块分铸造镶块和锻造镶块两种，铸造镶块用于型面起伏较大的情况，锻造镶块用于型面比较平缓的情况。下模的设计如图所示切周边的镶块，中间可以空开，周圈做20-30宽的沿形面即可。下模的设计铸造镶块的选择如右图所示SKD11镶块型面变化很大，若采用锻造镶块不仅浪费材料而且增加了加工量，所以可以考虑用铸造镶块。可用ICD-5材料的镶块，在不超过最大铸造范围的最好是做整体式下模的设计废料刀的结构形式如图下模的设计冲孔凹模的选择及设计冲孔凹模应尽量选择标准凹模套，但是当孔与修边线太近或者孔距较小的情况下，应采用镶块凹模的形式。孔距太近，采用镶块不加凹模套下模的设计冲孔二次逃料设计下模的设计切边冲孔模的定位切边冲孔模一般可以靠制件的内形和废料刀定位，在制件有孔的情况下应尽量采用孔定位加形定位的形式，这样可以提高制件切边的精度。采用孔定位时应尽量取与冲压方向一致的孔，这样有利于取件方便。无论采用哪种定位形式，应注意制件的防反。下模的设计取料的设计可以在没有切边的位置开空手槽人工取件。下模的设计对于切周边的制件无法开空手槽，可以选取制件比较平的地方加气缸托料，当有特殊要求时托料架采取滚轮托料。下模的设计下模的设计废料的排出及收集切边废料一般采取滑板滑出的方式较小废料可用废料盒处理之但废料盒大小必须足够容纳1000次冲压行程所产生的废料，废料滑道及废料盒的设计在设计废料滑板滑出时一定要注意厂家的要求，看是要溜出模具还是要求溜出机床台面。模具敞开部分的滑板滑出可以适当减小角度，20度至25度即可，注意在设计溜料时一定要考虑压板槽的位置，如避不开就要增加高度保证废料溜出的角度。下模的设计冲孔废料一般用废料盒进行收集，当冲孔较大时也应采取滑板滑出方式。下模的设计注意废料盒如果在压板槽上方，应该留出H＞80的安装空间下模的设计倾斜面冲孔时，低处废料先接触滑板，高处铸件要空开，以防堵塞。图示阴影部分的铸件应该空开。下模的设计当切边废料不易排出时，可以在上模增加弹性顶料销，或其他排料措施，如气缸，扒钩等。弹性顶料销下模的设计下模座的设计下模座的高度主要根据废料排出的需要确定。同时模座要有足够的强度，要满足铸造的工艺性。外导向设计当制件的切边没有侧向力时可以采用四导柱导向，当有侧向力时则应该采取复合导向。外导向间隙为0.03mm-0.05mm。压板槽的数量及位置选择压板槽的数量应遵循通用设计规范选择压板槽的位置时应充分考虑废料的排出下模的设计模具工作及存放限制器的设计模具工作及存放限制器一般布置于模座的四角以增加模具的