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精密五金冲压模具的九个设计核心

更新时间:2021-09-23    浏览次数:58

一、获取必要的信息

根据相关数据,分析冲压工艺性,对工件进行工艺审核和标准化审核。

1)获取表明具体技术要求的产品零件图。了解工件形状、尺寸和精度要求。关键孔的尺寸(大小和位置),关键表面,分析和确定工件的基准面。

其实冲压件的工艺要求并不是绝对的。特别是在当前冲压技术快速发展的情况下,要根据生产的实际需要和可能性,综合应用各种冲压技术,合理选择冲压方法,正确制定冲压工艺,选择模具结构,既能满足产品的技术要求,又能满足冲压工艺条件。

2)收集工件加工的工艺卡片。因此,我们可以研究前后工序之间的关系,以及工序之间必须相互保证的加工工艺要求和装配关系等。

3)了解工件的生产批次。零件的生产对冲压加工的经济性起着决定性的作用,因此,根据零件的生产批次和零件的质量要求,必须决定模具类型、结构、材料等相关事宜,由此分析了模具加工技术的经济性和公共建筑生产的合理性,并描绘了冲压步骤的轮廓。

4)确定工件的规格和原材料(如板材、条、卷、废料等),了解材料的性能和厚度,根据零件的可制造性,确定是否以很少的废料取样,初步确定材料的规格和精度等级。

在满足使用性能和冲压性能要求的前提下,尽量使用便宜的材料。

5)分析设计和工艺中对材料纤维方向的要求、毛刺方向。

6)分析工具(模具)车间制造模具的技术能力和设备条件,以及可以使用的模具标准件情况。

7)熟悉冲压车间的设备信息或情况。

8)研究消化上述数据,初步构思模具结构方案。必要时,需要对既定的产品设计和工艺流程提出修改意见,使产品设计和模具设计制造的工艺流程更好地结合起来,达到更完善的效果。


二、确定工艺方案和模具结构类型

工艺方案的确定是冲压件工艺性分析后应进行重要的一步。它包括:

1)根据形状特征、尺寸精度和工件表面质量的要求,进行工艺分析,判断其主要属性,确定基本工序的性质,即下料、冲孔、折弯、图纸、翻边和鼓包等。列出冲压所需的所有工序,一般可以从产品零件的图纸要求直接确定。

2)根据工序计算,确定工序数量。对于绘图零件,还应计算绘图次数。而弯曲、冲裁件应根据其形状、尺寸和精度要求加工一次或多次。

3)根据变形特点、尺寸精度要求和操作方便性等要求,确定工艺布置顺序。如先冲后弯或先弯后冲等。

4)根据生产批次、尺寸、精度要求、模具制造水平、设备能力等因素,将已初步排序的单工序与可能的工序结合起来。如复合冲压工艺、连续冲压工艺。一般厚料、低精度、小批量、大尺寸冲压件都要一次生产,选择简单的模具。应使用级进模连续生产薄料、小尺寸、大批量冲压件;对于形状和位置精度较高的冲压件,应采用复合模进行冲压。

确定了工序的性质、序列和工艺组合后,确定了冲压工艺方案。也就是说,确定了每个工艺中模具的结构类型。


三、用于必要的工艺计算

1)设计材料布局并计算毛坯尺寸。

2)计算冲压力(包括冲裁力、弯曲力、拉深力、翻边力、胀形力、和卸料力、推件力、压边力等),必要时计算冲压功和功率。

3)计算模具的压力中心。

4)计算或估算模具主要零件的厚度。如凹模、凸模固定板、垫板的厚度、卸料橡胶或弹簧的自由高度等。

5)确定凸、凹模的间隙,计算凸、凹模工作部分的尺寸。

6)对于拉深工序,需要确定拉深方法(压边圈或不压边圈),计算拉深次数和中间工序的半成品尺寸。

对于某些工艺,如带材的连续拉深,需要进行特殊的工艺计算。


四、模具的整体设计

在以上分析计算的基础上,进行模具结构的整体设计(一般此时只需一张草图),初步计算出模具的闭合高度,大致确定模具的外形尺寸。


五、模具主要零件的结构设计

1)工件的一部分零件。如凸模、凹模、凸凹模等结构型式的设计及固定形式的选择。

2)定位零件。模具中常用的定位装置有很多种。如可调定位板、固定挡料销、活动挡料销、定距侧边等,应根据具体情况进行选择和设计。

在连续模中,还需要考虑是否使用初始挡料销。

3)卸料和推进装置。如刚性或弹性、弹簧和橡胶的选择和计算等。

4)导向部件。例如导柱、导套导向或导向板导向、中间导柱、侧后导柱或对角导柱、滑动导套或带钢球的滚珠导套等。

5)支撑和夹紧零件、紧固零件。例如模具手柄、上下模座结构类型的选择等。


六、选定的冲压设备

冲压设备的选择是工艺设计和模具设计的重要组成部分。设备的合理选择对工件质量的保证、生产率的提高和操作的安全性等有很大影响,也给模具设计带来了方便。

冲压类型的选择主要取决于工艺要求和生产批次。

冲压设备规格的确定主要取决于工艺参数和模具结构尺寸。对于曲柄压力机,必须满足以下要求:

1)压力机的标称压力必须大于冲压工艺力。

更准确地说,冲压过程的载荷曲线必须低于压力机的允许载荷曲线。

对于拉深件还需要计算拉深功。

2)压力机的装模高度必须满足合模高度的要求。

3)压力机的行程应满足工件成形的要求。对于拉深过程中使用的压力机,其行程必须比这一过程中工件的高度高2~2.5倍,这样才能放入毛坯和取出工件。

4)压力机的台面尺寸必须大于模具下模座的整体尺寸,并留有固定模具的位置。一般每边大于50 ~ 70 mm,压力机台面上的漏孔尺寸必须大于工件(或废料)的尺寸。


七、绘制模具总图

模具总图(包括零件和工件图)的绘制严格遵循制图标准(GB/T4457~GB/T4460和GB/T131-1993)。同时,在实际生产中,结合模具的工作特点和安装、调整的需要,其图纸的布局形成了一定的习惯。

模具总图包括:

1)主视图。在工作位置绘制模具轮廓。一般有一半在绘制冲压前(冲床滑块在上死点位置时)画出毛坯位置;另一半是绘制冲压后在下止点位置画出、工件已经成型(或已分离)的状态。

2)俯视图。通常,半部分的俯视图和上半部的俯视图由另一半绘制。根据需要,下半部分的俯视图有时是完全画出来的。

3)侧视图、仰视图和局部剖视图等。必要时,绘制模具工作位置的侧视图。有时,模具上部的仰视图和局部剖视图也绘制在图纸的右上角。

4)工件图。一般工件图画在右上角。对于几套模具所做的工作,除了绘制本工序的工件图外,还需要绘制前一工序的工件图。

5)布局图。对于级进模,需要绘制布局、工艺排列顺序和各工艺步骤完成的冲压内容;应标记工步间距、搭接值、条料尺寸。在冲裁模的排样图中,排样方式、应标注条料的尺寸和搭接值的尺寸。

6)列出零件清单,注明材料和数量。所有标准零件应根据规格进行选择。

7)技术要求和说明。技术要求包括压力机、设备型号、模具整体行位公差、装配、安装调试、模具闭合高度、模具间隙以及其他等要求。


八、绘制每个非标准零件的零件图

零件图上应标明所有尺寸、公差、匹配、形状和位置公差、表面粗糙度、材料、热处理要求和其他技术要求。


九、填写模具记录卡和准备冲压工艺文件

对于小批量生产,应填写工艺路线清单;在大规模生产时,需要为每个零件制作工艺卡和工艺卡。

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