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五金冲压模具元件的设计

更新时间:2021-11-02    浏览次数:108

1、标准零件和规格

模具用标准规格的选择方法考虑以下几项:(A)在所用规格内容不受限制的情况下,最好采用最高层者。(B)原则上采用标准数。(C)如果模具的标准零件没有这个尺寸,应使用最近的一个进行加工。


2、冲头的设计

根据其功能,冲头大致可分为三个部分:(A)加工材料的刃部先端(切刃部形状有不规则、方形、圆形等)。(B)与冲头固定板的接触部分(横截面形状为不规则形、正方形、圆形等的固定部分或手柄部分)。(C)刃部和手柄之间的连接部分(中间部分)。

从(A)切刃部的长度,(B)切刃部的磨削方向,(C)冲头的固定方法和手柄的形状等方面,简述了冲头各部分的设计准则。

(1)切刃部长度:阶段型冲头的切刃部长度的设计应考虑在加工时不会产生侧向弯曲、与压料板运动部分的间隙应合适。压料板与冲头切刃部的关系是引导型和非引导型,切刃部的直线长度会有所不同。

(2)切刃部的磨削方向:切刃部的磨削方向可以平行于轴(上削加工)和垂直于轴(穿越加工),应采用前者,以提高冲头的耐磨耗性和抗烧性。切刃部形状是凸形状时可以切穿,凹凸形状时可以采用上削加工或穿越加工并用方式。

(3)冲头的固定方法和手柄的形状:冲头的手柄大致分为直段式和肩部式两种,其固定方法的选择因素包括产品和模具的精度、冲头和冲头固定板的加工机械、加工方法、维护保养方法等。

(4)手柄的尺寸和精度:根据冲头的固定方法,冲头手柄的尺寸和精度会有不同的要求。

(5)冲头长度的调整方法:由于重新研磨,冲切冲头的长度缩短,因此需要调整冲头长度,以便与其他项目的冲头长度保持平衡,如(弯曲、引伸等),并保持冲头设计长度。

(6)配合冲压加工的冲头设计:为了实现大批量生产中冲压产品的质量安全,不出现次品,在模具方面需要考虑以下事项:A  、冲头加工的磨削方向要一致,表面要抛光处理。B、为防止切屑上浮,可在冲头上安装顶针或加工空气孔。C、为了减小冲压力,冲孔冲头要有斜角加工,靠近大冲头的细小冲头要短一些,以减小冲击力。

(7)冲头设计配合加工方法:冲头的形状设计与加工难度有绝对关系。当距离太近时,冲头固定板的加工变得困难。这时,冲头应该分割处理(采用组合方式)。


3、冲床固定板的设计

冲头固定板的厚度与模具尺寸和载荷大小有关,一般为冲头长度的30-40%,冲头引导部的长度应比冲头直径高1.5倍。


4、导引销(冲头)的设计

导引销(冲头)引导部的直径与材料导引孔之间的间隙、其尺寸和从压料板突出的量是根据材料的厚度设计的。导引销尖端的形状大致可分为两种:A. 炮弹形;B. 圆锥形(推拔形)。

(1)炮弹形状是常见的形式,市场上有标准件。

(2)圆锥形有一定的角度,很适合小零件的高速冲压,推拔角度的决定性因素是冲压行程、被加工件材料、导引孔尺寸和加工速度等。当推拔角度较大时,更容易校正被加工材料的位置,但推拔部分的长度会变长。推拔部分和圆筒部分之间的接合处应光滑。


5、母模的设计

(1)冲切母模的设计

冲切母模的形状设计要考虑的关键项目有:A. 模具寿命和逃角的形状;B. 母模的剪角;C. 母模的分割。

(A) 模具寿命和逃角的形状:这种设计是一件很重要的事情,如果设计不正确,会导致冲头损坏、冲屑之堵塞或者浮上、毛边的发生等冲压加工不良现象。

(B) 母模的剪角:为了减小形状冲孔时的冲切力,可以将母模设计成剪角,当剪角较大时,冲切力也大大减小,但容易造成产品后弯变形。

(C) 母模的分割:母模必须经过成型、打磨等精加工,由于是凹面,打磨工具很难进入,所以必须进行分割。

(2)弯曲母模的设计

弯曲加工用母模的设计中,为了防止回弹和过度弯曲等现象的发生,U形弯曲加工用母模的零件形状是双R和直形零件(斜度为30度)的组合,最好近似R形。R零件形状应在成形磨削或NC放电加工后进行抛光处理。

(3)引伸母模的设计

引伸母模的角隅部形状和逃角形状是很重要的设计问题,角隅部和逃角的形状和特点如下:引伸母模R的角度值较大时,更容易引伸加工,但也会造成引伸产品表面产生褶皱现象,引伸件侧壁厚度大于板材厚度。当引伸厚板且顶出困难时,母模的R值应较小,约为板厚的1-2倍,一般来说,上圆筒和方圆筒的母模的拉延部分大多做成直段,为防止润滑油膜在燃烧过程中损坏,降低顶出力等目的,应在直段下方应有一个逃部(阶段形或推拔形)设计。特别是在引缩加工的情况下,有必要尽可能少的直段部。


6、冲头的侧压对策

冲压加工时,冲头承受左右相等的载荷(即侧向压力为零)是最佳理想的状态,当冲头承受侧向压力时,使上模和下模会横方向的偏移,导致模具之间的间隙变大或变小(间隙不均匀),无法获得精度良好的冲压加工。冲头侧压有以下措施:(a)改变加工方向;(b)单侧加工的产品(冲切、折弯、引伸等)采用两排布列方式;(c)冲头或母模配有侧压挡块,切削刃的侧面配有导引部(特别是用于切断和分断加工)。


7、压料板的设计

压料板的作用是剥离施加在冲头上的材料,引导细小冲头的作用,其设计内容根据不同的功能有很大的不同。根据产品设计,压料板的厚度和选择标准如下:1)可动式压料板;2)固定式压料板。

压料板与冲头之间的间隙应小于模具间隙的一半(尤其是精密连续模应遵守这一原则)。设计压料板时,应根据不同产品进行更换,并注意以下事项:

a.压料板和冲头之间的间隙以及冲头导引部的长度。

b.辅助导柱和压料板的安装标准及压料板的逃部设计。

c.防止冲压加工时可动式压料板发生倾斜的对策。

d.固定式导料板和压料板导引销孔之间的尺寸关系。

e.固定式压料板的材料导引部与被加工材料的宽度之间的关系。


8、背压板的设计

冲压加工时主要作用部件(冲头、压料板、母模)将承受面压,当冲压力高于面压时应采用背压板(尤其是冲头和母模模套的背面),背压板的使用方式可分局部使用和全面使用两种方式。

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