冲裁模主要零部件的结构分析与标准的选用课件.ppt

1,一、模具零件的分类,第七节 冲裁模主要零部件的结构分析与标准的选用,冲模零部件,工艺零件,结构零件,工作零件,定位零件,压料、卸料及出件零部件,导向零件,固定零件,紧固及其它零件,上下模座模柄凸、凹模固定板垫板限位支承装置,导柱导套导板导筒,挡料销和导正销导料板定位板和定位销侧压板侧刃,凸模凹模凸凹模,卸料板压边圈顶件器推件器,螺钉、销钉键传动与改变工作运动方向的零件其它零件,直接参与完成冲压工艺过程并和坯料直接发生作用。,不直接参与完成冲压工艺过程，也不和坯料直接发生作用，起保证和完善作用。,直接对毛坯进行加工的成形零件。,用以确定加工中毛坯正确位置的零件。,保证上、下模之间的相对正确位置。,用以承装模具零件或将模具安装固定到压力机上。,2,二、模具的标准化,冷冲模国家标准及国家机械行业标准,模具标准化是缩短模具制造周期的有效办法，是应用模具CAD/CAM技术的前提，是模具工业化和现代化生产的基础，所以必须推广和优先应用模具标准。,冲模基础标准冲模产品（零部件）标准冲模工艺质量标准,3,（一）凸模组件及其结构设计,三、工作零件,（二）凹模设计,（三）凸凹模设计,4,（一）凸模组件及其结构设计,三、工作零件,1垫板2凸模固定板3、4凸模5防转销6上模座,凸模组件,5,直通式：,台阶式：,工作部分和固定部分的形状与尺寸相同。,固定方法：台阶固定、螺钉压紧。,固定方法:铆接、粘结剂浇注法。,（1）凸模形式,1.凸模,用线切割加工或成形铣、成形磨削加工。,常用于非圆形断面的凸模。,工作部分和固定部分的形状与尺寸不同，固定部分多做成圆形或矩形，为标准尺寸。,工作部分采用车削、磨削或采用仿形刨加工，再用钳工精修。,常用于圆形凸模，标准中制订了这类凸模的标准结构形式与尺寸规格。用于非圆形凸模时需要设置防转结构。,6,（2）凸模长度,当采用固定卸料板和导料板时，其凸模长度按下式计算：,H1凸模固定板的厚度H2卸料板的厚度H3导料板的厚度Y附加长度：凸模刃口的修磨量、凸模进入凹模的深度0.51mm、凸模固定板与卸料板的安全距离A1520mm,凸模长度尺寸应根据模具的具体结构，并考虑修磨、固定板与卸料板之间的安全距离、装配等的需要来确定。,7,（3）凸模材料,模具刃口要有高的耐磨性，能承受冲裁时的冲击力。,材料性能：高的硬度，适当的韧性,形状简单的凸模：T8A、T10A形状复杂、淬火变形大：合金工具钢Cr12、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV热处理要求：硬度5862HRC,（4）其它要求,凸模工作部分的表面粗糙度Ra0.80.4m凸模固定部分的表面粗糙度Ra1.60.8m,当板料很厚、强度很大、凸模很小、细长比大时需要进行强度核算,核算内容：校核承压能力和抗纵弯曲能力。检查凸模的危险断面尺寸和自由长度是否满足要求，以防止凸模纵向失稳和折断。,8,固定方法：,直通式或台阶固定：凸模压入固定板内，配合用H7/m6、N7/h6、P7/h6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。,2.凸模固定板,用于固定凸模,粘结固定：对于小凸模还可以采用粘结固定，粘结固定时，固定板上的型孔要留出间隙，以减少配合加工面，简化孔的加工。粘结固定的方法常采用有机粘结剂(环氧树脂)、无机粘结剂(氧化铜粉末+磷酸溶液)。也可采用由Bi、Pb、Sn、Sb按一定比例组成的低熔点合金固定。,螺钉和销钉固定：大尺寸的凸模，也可直接用螺钉、销钉固定到模座上而不用固定板，,凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。,材料：一般采用Q235或45钢。,9,3垫板,是否需要用垫板，进行凸模应力效核：,若凸模头部端面上的单位压力p大于模座材料的许用压应力时，就需要加垫板；反之则不需要加垫板。,作用：直接承受凸模的压力，以降低模座所受的单位压力，防止模座被局部压陷，从而影响凸模的正常工作。,安装位置：安装在固定板与上模座或下模座之间。,应力效核：,材料：一般采用45钢，热处理硬度取4348HRC。,10,（二）凹模设计,1.凹模洞口形状,直壁式,凹模型孔的轴剖面形状,斜壁式,凸台式,主要应根据冲裁件的形状、厚度、尺寸精度以及模具的具体结构来决定。,主要参数可以查表确定。,11,2.凹模的外形尺寸,凹模厚度,凹模壁厚,k见表43,H=kb（15mm）,c=（1.52）H（3040mm）,计算值：,选取标准值，选择模架的依据。,保证凹模有足够的强度与刚度,通常根据冲裁的板料厚度和冲裁件的轮廓尺寸，或凹模孔口刃壁间距离，按经验公式来确定，,12,3.凹模的固定方法,直接装在凹模固定板中，主要用于冲孔。,采用螺钉和销直接固定在下模座上，这种凹模板已经有标准，它与标准固定板、垫板和模座等配合使用。,要保证螺钉之间、螺孔与销孔间及螺孔、销孔与凹模刃壁间的距离不能太近，否则会影响模具寿命。孔距的最小值可参考标准选择。,13,4.凹模的主要技术要求,凹模的型孔轴线与顶面应保持垂直，凹模的底面与顶面应保持平行。凹模的底面和型孔的孔壁应光滑，表面粗糙度为Ra0.80.4m。底面与销孔的Ra1.60.8m。,5.凹模的材料,与凸模一样，热处理硬度应略高于凸模，达到6064HRC,14,（三）凸凹模,复合模中必定有一个凸凹模，同时具有落料凸模和冲孔凹模作用。内外缘都为刃口。,正装复合模，,倒装复合模的凸凹模最小壁厚见表44。,正装复合模的凸凹模最小壁厚可比倒装的小些。,凸凹模的最小壁厚:,倒装复合模，,内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些；,若内孔为直筒形刃口形式，且采用下出料方式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚应大些。,15,四、定位零件,用以控制条料的正确送进及在模具中的正确位置。,（一）送料方向的控制,属于送进导向的定位零件：,导料销、导料板、侧压板等；,属于送料定距的定位零件：,用挡料销、导正销、侧刃等；,（二）送料步距的控制,用作单个毛坯的定位装置，保证前后工序相对位置精度或对工件内孔与外缘的位置精度要求。,（三）定位板和定位钉,16,四、定位零件,用以控制条料的正确送进及在模具中的正确位置。,（一）送料方向的控制,属于送进导向的定位零件：,导料销、导料板、侧压板等；,在与条料垂直的方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进，称为送进导向；,1导料销,导料销：,从右向左送料时，导料销装在后侧；,从前向后送料时，导料销装在左侧。,两个，位于条料的同侧，,17,2.导料板：,结构形式：,是标准结构，厚度查有关标准,设在条料两侧,从右向左送料时，基准导料板装在后侧；,从前向后送料时，基准导料板装在左侧。,3侧压装置,设置目的,保证条料紧靠基准导料板正确送进。,簧片式侧压装置,簧片压块式侧压装置,弹簧压块式侧压装置,结构形式,弹簧压板式侧压装置,不宜设置侧压装置的场合：,板料厚度在0.3mm以下的薄板；,辊轴自动送料装置的模具。,侧压力较大，宜用于较厚板料的冲裁模,侧压力较小，宜用于板料厚度为0.31mm的薄板冲裁模,侧压力大且均匀，一般装在模具进料一端，适用于侧刃定距的连续模中,18,属于送料定距的定位零件：,用挡料销、导正销、侧刃等；,在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（步距）称为送料定距。,（二）送料步距的控制,1挡料销,（1）固定挡料销,圆形、钩形，一般装在凹模上,圆形：结构简单，制造容易，广泛用于冲制中、小型冲裁件的挡料定距；其缺点是销孔离凹模刃壁较近，削弱了凹模的强度。,钩形：销孔距离凹模刃壁较远，不会削弱凹模强度。但为了防止钩头在使用过程发生转动，需考虑防转。,起定位作用，用它挡住搭边或冲件轮廓，以限定条料送进距离,19,（2）活动挡料销,（3）始用挡料销,应用,采用哪一种结构形式挡料销，需根据卸料方式、卸料装置的具体结构及操作等因素决定。回带式的常用于具有固定卸料板的模具上；其它形式的常用于具有弹压卸料板的模具上。,始用挡料销一般用于以导料板送料导向的连续模和单工序模中。首次冲压条料时往里压，挡住条料而定位。第一次冲裁后不再使用。,20,2侧刃,适用：,薄料、定距精度和生产效率要求高的情况,特点：定距精度高、可靠。,侧刃结构,按侧刃工作端面形状分,按侧刃断面形状分,侧刃：在连续模中用来控制送料步距的凸模。,型：平的,型：台阶的,矩形侧刃：,成形侧刃：,用于厚度为1mm以上,结构简单、定位欠准确,制造困难、定位准确,侧刃数量：,一个或两个,侧刃布置：,对称布置,对角布置,用于提高冲裁件的质量或直接形成冲裁件的外形。,可以保证料尾的充分利用。,21,3导正销,对连续模起精定位。,导入部分：圆弧或圆锥过渡,作用:,配合使用：,与挡料销或与侧刃配合使用后者粗定位，前者精定位，前者的安装位置要保证导正销在导正过程中有移动的余地。,定位部分：圆柱面,结构组成,与挡料销的位置关系,导正销直径与孔之间应留有一定间隙，公差带为h9。,22,（三）定位板和定位钉,用作单个毛坯的定位装置，保证前后工序相对位置精度或对工件内孔与外缘的位置精度要求。,外缘定位,定位方式：,外轮廓较复杂的冲件,内孔定位,用于外形比较简单的冲件,23,（一）卸料装置,形式：刚性卸料装置、弹压卸料装置和废料切刀,五、卸料与推件顶件零件,1.刚性卸料装置,特点：结构简单、卸料力大，卸料可靠。,适用：材料较硬、较厚（大于0.5mm）、卸料力较大、精度要求不太高的冲裁件。,与凸模的双边间隙,当卸料板仅起卸料作用，取0.20.5mm,当卸料板兼起导板作用，按H7/h6配合，且应小于冲裁间隙。,24,2.弹压卸料装置,特点：兼卸料及压料作用，冲件质量较好，平直度较高。,适用：冲裁厚度小于1.5mm、质量要求较高的冲裁件。,与凸模的单边间隙：（0.10.2）t,装配要求：在模具开启状态，卸料板应高出模具工作零件刃口0.30.5mm，以便顺利卸料。,组成：卸料板、弹性元件（弹簧或橡皮）、卸料螺钉。,25,3.废料切刀卸料,用途：对于落料或成形件的切边，如果冲件尺寸大，卸料力大，采用废料切刀代替卸料板，将废料切开而卸料。,结 构,尺 寸,工作原理,26,1.刚性推件装置,2.弹性推件装置,工作原理：,特点：推件力大，工作可靠。,（二）推件和顶件装置,组成：打杆、推板、推杆、推件板,推板形式：推板一般装在上模座的孔内，放推板的孔不能全挖空,作用：压料、卸料,特点：出件力不大，但出件平稳无撞击，冲件质量较高。,常用于倒装复合模中的推件装置，装在上模部分,多用于冲压大型薄板以及工件精度要求较高的模具,弹力来源于弹性元件,27,3.弹性顶件装置,模具处于开启状态时，必须顺利复位，工作面高出凹模平面，以便继续冲裁；模具处于闭合状态时，其背后有一定空间，以备修磨和调整的需要；与凹模为间隙配合，外形按h8制造；与凸模呈较松的间隙配合，都可根据板料厚度取适当间隙。,特点：顶件力容易调节，工作可靠，冲件平直度较高。,组成：顶杆、顶件块和装在下模底下的弹顶器。,制造、装配要求：,常用于正装复合模中或冲裁薄板料的落料模中,28,1.弹簧的选用,(1)圆柱螺旋压缩弹簧的选用,（三）弹簧与橡皮的选用,主要技术参数：承受的工作极限负荷Fj对应的工作极限负荷下的变形量Lj。,设计模具时，根据所需的卸料力或推件力FQ以及所需的最大压缩行程L0来计算Fj与Lj，然后在标准中选用相应规格的弹簧。,弹簧与橡皮是弹性卸料与顶件装置中使用的弹性元件。,29,（2）弹簧选择步骤,计算每个弹簧的卸料或顶件载荷FQ=FQ/n。FQ也就是卸料或顶料装置中每个弹簧所受的预压力。,根据模具结构与尺寸，确定可装置弹簧的数目n。,计算卸料或顶件时所需的最大压缩行程L0,计算弹簧工作时的总行程L总,h1卸料板高出凸模端面的高度，一般为1mm；h2凸模进入凹模的深度，一般为0.51mm；h3凸模的总修磨量，一般为410mm；t冲裁件厚度(mm)。,L 为产生FQ所需的弹簧预压缩量。,30,计算所需弹簧的工作极限负荷Fj与工作极限负荷下的变形量Lj。,根据求出的Fj与Lj从标准中选择弹簧型号。,由虎克定律,令L=KLj，一般取K为60左右，对于冲裁模，K可取大些，对于拉深或弯曲模，K要取小些。,根据模具结构校核n个这样的弹簧是否可以安置，如不合适，再按上述步骤重选。,31,2.橡皮的选用,橡皮选择原则,所选橡皮允许最大压缩量H不超过其自由高度H0的35,所选橡皮必须满足预压力F0的要求,H=（0.350.45）H0,而橡皮预压缩量H0=（0.100.15）H0,橡皮高度与直径D之比应按下式校核,冷冲模中所用橡皮一般为聚氨脂橡胶(PUR)。橡胶允许承受的载荷较弹簧大，并且安装调整方便，所以在冲裁模中应用很广。,32,六、模架,模架是由上、下模座、模柄及导向装置组成。,上模座通过模柄与压力机滑块相连下模座用螺钉压板固定在压力机工作台面上上、下模之间靠模架的导向装置来保持其精确位置，以引导凸模的运动，保证冲裁过程中间隙均匀。,(一)对模架的基本要求 1)要有足够的强度与刚度；2)要有足够的精度；3)上、下模之间的导向要精确。,33,(二)模架形式,2.中间导柱模架,1.后侧导柱模架,后侧导柱模架送料方便，可以纵向、横向送料。但是冲压时如果有偏心载荷，则导柱、导套会单边磨损。它不能用于模柄与上模座浮动连接的模具。,两个导柱左、右对称分布，受力均衡，所以导柱、导套磨损均匀。但是只能一个方向送料。,34,4.四导柱模架,3.对角导柱模架,导柱的布置也是对称的，而且纵、横都能送料。从安全角度考虑，在操作者右手一边的那个导柱应设置在后面。对角导柱模架的两个导柱间距离较远，在导柱、导套间同样间隙的条件下，这种模架的导向精度较高。,其导向的精度与刚度都较好。用于大型冲模。,35,（三）导柱与导套,导柱导套的配合间隙：必须小于冲裁间隙。,冲裁间隙小的一般应按H6h5配合；间隙较大的按H7h6配合。,导柱导套的长度：,导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于1015mm，而下模座底面与导柱底面的距离应为0.51mm。,36,基本要求：,与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；,与上模正确而可靠连接。,材料：Q235、Q275钢,（四）模柄,刚性模柄：模柄与上模座是刚性连接，不能发生相对运动浮动模柄：模柄相对上模座能作微小的摆动,分类：,37,七、冲模零件的材料,冲模零件的材料和热处理要求见表4-5,38,39,大凸模的固定,40,凸模的粘结固定a)环氧树脂固定 b)低熔点合金固定 c)无机粘结剂固定,41,42,正装式复合模,1-打杆 2-模柄 3-推板 4-推杆 5-卸料螺钉 6-凸凹模 7-卸料板 8-落料凹模 9-顶件块 10-带肩顶杆 11-冲孔凸模 12-挡料销 13-导料销,43,倒装式复合模,1-下模座2-导柱3、20-弹簧4-卸料板 5-活动挡料销6-导套7-上模座8-凸模固定板9-推件块10-连接推杆11-推板12-打杆13-模柄14、16-冲孔凸模15-垫板17-落料凹模18-凸凹模19-固定板21-卸料螺钉22-导料销,44,表4-2 凹模洞口的主要参数,表4-3 系 数 k 值,45,凸凹模最小壁厚,46,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,47,导料板结构,48,具有自动挡料装置的连续模,1-凸模 2-凹模 3-挡料杆,4-侧压板 5-侧压簧片,49,侧压装置,簧片式侧压装置,簧片压块式侧压装置,弹簧压块式侧压装置,弹簧压板式侧压装置,50,固定挡料销,51,活动挡料销,扭簧弹顶挡料装置,橡胶弹顶挡料装置,弹簧弹顶挡料装置,回带式挡料装置,52,始用挡料销,53,双侧刃定距的冲孔落料连续模,1-内六角螺钉 2-销钉 3-模柄 4-卸料螺钉 5-垫板 6-上模座 7-凸模固定板 8、9、10-凸模 11-导料板 12-承料板 13-卸料板 14-凹模 15-下模座 16-侧刃 17-侧刃挡块,54,侧刃结构,55,1-导料板 2-侧刃挡块 3-侧刃 4-条料,侧刃定位误差比较,56,导正销,A型：用于导正3 12mm的孔。B型：用于导正10mm的孔。C型：用于导正4 12mm的孔。D型：用于导正12 50mm的孔。,57,导正部分高度h取h=(0.81.2)t,导正部分直径d与导正孔采取H7/h6或H7/h7配合,d,h,58,定位板和定位钉的结构形式,59,刚性卸料装置,60,无导向的开式简单落料模,1-模柄 2-凸模 3-卸料板 4-导料板 5-凹模 6-下模座 7-挡料块,61,带固定挡料销的导板式落料模,1-模柄 2-上模座 3-垫板 4-凸模固定板 5-凸模 6-导板7-导料板8-固定挡料销9-凹模10-下模座11-承料板,62,弹性卸料装置,1-卸料板 2-弹性元件 3-卸料螺钉 4-小导柱,63,当凹模向下切边时，同时把已切下的废料压向废料切刀上，从而将其切开。,刃口长度：,刃口高度：,比废料宽度大些；,比凸模刃口低，h大约为板料厚度的2.54倍，且不小于2mm。,废料切刀工作原理,64,a）圆废料切刀用于小型模具和切薄板废料,b）方形废料切刀用于大型模具和切厚板废料,废料切刀结构,65,刚性推件装置,1-打杆 2-推板 3-推杆 4-推件板,66,推 板,67,弹性推件装置,1-橡胶 2-推板 3-连接推杆 4-推件块,弹性推件装置其弹力来源于弹性元件，它同时兼起压料和卸料作用多用于冲压大型薄板以及工件精度要求较高的模具。,68,弹性顶件装置,1-顶件块 2-顶杆 3-托板 4-弹顶器,69,聚氨脂橡胶,70,冷冲模模柄,a)压入式模柄 b)旋入式模柄 c)凸缘模柄 d)槽形模柄,e)通用模柄 f)浮动模柄 g)推入式模柄,71,压入式模柄的应用,72,用导正销定距的冲孔落料级进模,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,旋入式模柄 的应用,73,倒装式复合模,凸缘式模柄 的应用,74,槽形模柄 的应用,75,全长导向结构的小孔冲模,1-下模座 2、5-导套 3-凹模 4导柱 6-弹压卸料板 7-凸模 8托板 9-凸模护套 10-扇形块 11-扇形块固定板 12-凸模固定板 13-垫板 14-弹簧 15-阶梯螺钉 16-上模座 17-模柄,浮动模柄 的应用,谢谢,骑封篙尊慈榷灶琴村店矣垦桂乖新压胚奠倘擅寞侥蚀丽鉴晰溶廷箩侣郎虫林森-消化系统疾病的症状体征与检查林森-消化系统疾病的症状体征与检查,