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五金冲压模具的设计详解

更新时间:2021-10-25    浏览次数:112

一、冲压模具分类

根据结构,冲压模具可分为三类:单工程模、复合模、连续模。前两种类型需要更多的人力,不符合经济效益,连续模可以高效率批量生产。同样,在设计一套高速精密连续冲压模具时,也要关注你所生产的产品(包括所有冲压加工的产品)。为了实现连续冲模自动化批量生产的目标,需要注意各模组之间的间距、零件加工精度、组立精度、匹配精度和干涉等问题。


二、单元设计的概念

冲压模具的整体结构可以分为两部分:(1)共通部分;(2)根据产品不同而变化的部分。共通零件可以加以标准化或规范化,而根据产品不同而变动的零部分很难规范化。


三、模板的组成和规格

1、模板的组成

根据模具的类型、组成和差异,冲压模具可分为配置型构造和逆配置型结构两类。前者是最常用的结构,后者主要用于拉伸成型模具或与特殊模具匹配。

主要工作包括:

(1)数字化制图——将三维产品和模具模型转换为常规加工中使用的2D工程图;

(2)模具数字化设计——根据产品模型和设计意图,建立相应的模具三维实体模型;

(3)模具数字化分析与仿真——根据产品的成形工艺条件,对模具零件进行结构分析、热分析、疲劳分析和运动分析;

(4)产品成型工艺模拟——注塑成型、冲压成型;

(5)定制适合公司模具设计的标准件和标准设计工艺;

(6)模具生产管理。

2、模具的规格

(1)模具尺寸和锁紧螺丝

模板尺寸应大于工作区域,并选择标准模板尺寸。模板锁紧螺丝的位置与模具类型和模板尺寸有关。其中,单个工程模具的四边角最常使用锁紧螺钉,最标准的工作区域可以广泛使用。长形模具和连续模具最常用锁紧螺丝布置在四边角和中间位置。

(2)模板的厚度

模板的厚度与模具结构、冲压加工类型、冲压加工力、冲压加工精度等有绝对相关。根据理论计算很难确定模具的厚度,一般是从经验中获得,设计中使用的模板厚度类型应尽可能少,配合模模具的高度和夹紧高度加以标准化,以使其结构和库存管理。


四、模板的设计

连续模具的主要模板包括冲头固定板、压料板、母模板等,其结构设计取决于冲压产品的精度、生产数量、加工设备和加工方法、模具的维护保养方式等,有以下三种形式: (1)整体式;(2)轭式;(3)镶入式。

1、整体式

整体式模板也叫一体构造式,其加工形状必须封闭。整体式模板主要用于结构简单或精度较低的模具,其加工方法主要是以切割加工为主(无需热处理),经过热处理的模板必须经过线切割加工或放电加工和磨削加工。长模板尺寸(连续模)的现场平台将整体使用两块或多块。

2、轭式

轭式模板的中心部分加工成凹槽形状,以组装成块状产品。根据应用要求,凹槽可以由其他模板形成。这种轭式模板结构的优点包括易于沟部加工,沟部宽度可调,加工精度好等,但是刚性是它的缺点。

轭式模板的设计注意事项如下:

(1)轭板结构与块件之间的配合采用中间配合或轻配合方式,如果采用强力压配合,轭板将会发生变化。

(2)轭板具有块状件的保持功能,必须有足够的刚性来承受块状件的侧向压力和表面压力。此外,为了使轭板沟部与块状部分紧密结合,沟部角隅采用逃隙加工,如果轭板沟部角隅不能用逃隙加工,则块零件必须用逃隙加工。

(3)块状部分之分割要同时考虑内部形状,基准面一定要清晰。为了避免冲压时变形,还应注意每个块状部分的形状。

(4)轭板与多件块状部品装配时,由于各块状部品的累积加工误差,节距发生变化,解决方案是中间块状部分采用可调整方式设计。

(5)块状部品的模具结构是并排装配的,因为块状部品在冲压加工时会承受侧向压力,导致块状部分之间有间隙或块状部品倾斜。这种现象是冲压尺寸不良、冲屑堵塞等重要原因,因此,必须采取充分的对策。

(6)轭板中的块状部品根据其尺寸和形状有五种固定方法:

A、用锁紧螺丝固定;B、以键固定;C、以?形键固定;D、用肩部固定;E、按压紧固定上部(如导料板)。

3、镶入式

模板内加工圆形或方形凹部,模板内镶合嵌入块状部件,该模板称为嵌镶入式结构,此构造之加工累积公差小、刚性高,分解装配时精度再现性好。由于具有容易机械加工、加工精度由工作机械决定、最终调整之工程较少等优点,因此,镶入式模板结构成为精密冲压模具的主流,但其缺点是需要高精度的孔加工机床。当连续冲压模具采用这种模板结构时,为了使模板具有较高的刚性要求,设计了一个空站。

镶入式模板构造注意事项如下:

(1)嵌入孔穴之加工:立式铣床(或治具铣床)、综合加工机、治具镗床、治具磨床、线切割放电加工机等用于模板的嵌入孔穴加工。对于嵌入孔穴之加工标准,在使用线切割放电加工机时,为了提高加工精度,要进行两次或两次以上的线切割加工。

(2)嵌入件之固定方法:嵌入件固定方法的决定性因素是不改变加工精度、组立及分解之容易性、调整之可能性等。嵌入件的固定方法有四种:A.用螺丝固定;B.用肩部固定;C.用趾块固定;D.上部用板材压紧。母模板镶块的固定方法也采用压入配合,此时应避免因加工热膨胀而导致的松弛结果,用圆形模套镶块加工不规则孔穴时应设计防旋转方法。

(3)嵌入件的拆装考虑:嵌入件及其孔穴的加工精度要求高,便于装配作业。为了获得即使有微小的尺寸误差,也能在装配时进行调整,并提前考虑解决方案,在加工嵌入件时应考虑以下五个具体因素:A. 设置压入导入部;B. 用隔片调整嵌入件的压入状态和正确位置;C. 在嵌入件底面设置压出用孔穴;D. 直接使用相同尺寸的螺丝进行锁紧和松开;E. 即为了防止装配方向的错误,应设计防呆倒角加工。

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