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1、冲压工艺与模具设计的内容及步骤冲压工艺与模具设计是进展冲压生产的重要技术准备工作。 冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况, 从零件的质量、生产效率、生产本钱、劳动强度、环境的保 护以及生产的平安性各个方面综合考虑,选择与设计出技术 先进、经济上合理、使用平安可靠的工艺方案与模具构造, 以使冲压件的生产在保证到达设计图样上所提出的各项技 术要求的根底上,尽可能降低冲压的工艺本钱与保证平安生 产。一般来讲,设计的主要内容及步骤包括:工艺设计(1零件及其冲压工艺性分析根据冲压件产品图,分析冲压件的形状特点、尺寸大小、精 度要求、原材料尺寸规格与力学性能,并结合可供选用的冲 压设备规格以
2、及模具制造条件、生产批量等因素,分析零件 的冲压工艺性。良好的冲压工艺性应保证材料消耗少、工序 数目少、占用设备数量少、模具构造简单而寿命高、产品质 量稳定、操作简单。 (2确定工艺方案,主要工艺参数计算 在冲压工艺性分析的根底上,找出工艺与模具设计的特点与 难点,根据实际情况提出各种可能的冲压工艺方案,内容包 括工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式等。有时同一种冲压零件也可能存在多个可行的冲压工艺方案,通常每种 方案各有优缺点, 应从产品质量、 生产效率、 设备占用情况、 模具制造的难易程度与寿命上下、生产本钱、操作方便与安 全程度等方面进展综合分析、比拟,确定出适合于现有生产 条件的最正
3、确方案。此外,了解零件的作用及使用要求对零件 冲压工艺与模具设计是有帮助的工艺参数指制定工艺方案所依据的数据,如各种成形系数 (拉深系数、胀形系数等、零件展开尺寸以及冲裁力、成 形力等。计算有两种情况,第一种是工艺参数可以计算得比拟准确,如零件排样的材料 利用率、冲裁压力中心、工件面积等;第二种是工艺参数只能作近似计算,如一般弯曲或拉深成形 力、复杂零件坯料展开尺寸等,确定这类工艺参数一般是根 据经历公式或图表进展粗略计算,有些需通过试验调整;有 时甚至没有经历公式可以应用,或者因计算太繁杂以致于无 法进展,如复杂模具零件的刚性或强度校核、复杂冲压零件 成形力计算等,这种情况下一般只能凭经历进
4、展估计。(3选择冲压设备根据要完成的冲压工序性质与各种冲压设备的力能特点,考 虑冲压加工所需的变形力、变形功及模具闭合高度与轮廓尺 寸的大小等主要因素,结合工厂现有设备情况来合理选定设备类型与吨位。常用冲压设备有曲柄压力机、液压机等,其 中曲柄压力机应用最广。冲裁类冲压工序多在曲柄压力机上 进展,一般不用液压机;而成形类冲压工序可在曲柄压力机 或液压机上进展。模具设计模具设计包括模具构造形式的选择与设计、模具构造参数计 算、模具图绘制等内容。(1模具构造形式的选择与设计根据拟定的工艺方案,考虑冲压件的形状特点、零件尺寸大 小、精度要求、生产批量、模具加工条件、操作方便与平安 的要求等选定与设计
5、冲模构造形式。 (2模具构造参数计算 确定模具构造形式后,需计算或校核模具构造上的有关参 数,如模具工作局部 (凸、凹模等 的几何尺寸、模具零件的 强度与刚度、模具运动部件的运动参数、模具与设备之间的 安装尺寸,选用与核算弹性元件等。 (3绘制模具图模具图是冲压工艺与模具设计结果的最终表达,一套完整的 模具图应该包括模具与使用模具的完备信息。模具图的绘制 应该符合国家制定的制图标准,同时考虑模具行业的特殊要 求与习惯。模具图由总装图与非标准件的零件图组成。总装 配图主要反映整个模具各个零件之间的装配关系,应该对应 绘制说明模具构造的投影图,主要是主视图与俯视图及必要 的剖面、剖视图,并注明主要
6、构造尺寸,如闭合高度、轮廓尺寸等。习惯上俯视图由下模局部投影而得,同时在图纸的 右上角绘出工件图、 排样图, 右下方列出模具零件的明细表, 写明技术要求等。零件图一般根据模具总装配图测绘,也应 该有足够的投影各必要的剖面、剖视图以将零件构造表达清 楚。此外,要标注零件加工所需的所有构造尺寸、公差、表 面粗糙度、热处理及其他技术要求。对于一个完整的生产过程,冲压工艺与模具设计是密不可分 的,二者相互联系,相互影响,因此前述督可能需要穿插、 反复进展。假设方案有变化,那么需重新进展设计计算。编写工艺文件及设计计算说明书为了标准生产,加强管 理,每一种冲压产品的生产需写相应的工艺文件 (如工序卡 片
7、 。 对零件冲压工艺与模具设计应编写设计计算说明书, 以 供日后查阅。设计计算说明书应该包括冲压件的工艺分析以 及模具设计的主要内容。冲压模具是冲压加工的主要工艺装备,冲压制件就是靠上、 下模具的相对运动来完成的。加工时由于上、下模具之间不 断地分合,如果操作工人的手指不断进入或停留在模具闭合 区,便会对其人身平安带来严重威胁。(一模具的主要零件、作用及平安要求1. 工作零件凸凹模是直接使坯料成形的工作零件, 因此, 它是模具上的关键零件。凸凹模不但精细而且复杂,它应满 足如下要求:(1应有足够的强度,不能在冲压过程中断裂或破坏;(2对其材料及热处理应有适当要求,防止硬 度太高而脆裂。2. 定
8、位零件定位零件是确定坯件安装位置的零件,有定 位销(板、挡料销(板、导正销、导料板、定距侧刀、 侧压器等。 设计定位零件时应考虑操作方便, 不应有过定位, 位置要便于观察,最好采用前推定位、外廓定位与导正销定 位等。3. 压料、 卸料及出料零件压料零件有压边圈、 压料板等。 压边圈可对拉延坯料加压边力,从而防止坯料在切向压 力的作用下拱起而形成皱褶。压料板的作用是防止坯料移动 与弹跳。顶出器、卸料板的作用是便于出件与清理废料。它 们由弹簧、橡胶与设备上的气垫推杆支撑,可上下运动,顶 出件设计时应具有足够的顶出力,运动要有限位。卸料板应 尽量缩小闭合区域或在操作位置上铣出空手槽。暴露的卸料 板的
9、四周应设有防护板,防止手指伸入或异物进入,外露表 面棱角应倒钝。4. 导向零件导柱与导套是应用最广泛的一种导向零件。 其作用是保证凸凹模在冲压工作时有准确的配合间隙。因 此,导柱、导套的间隙应小于冲裁间隙。导柱设在下模座, 要保证在冲程下死点时,导柱的上端面在上模板顶面以上最 少 5至 10毫米。导柱应安排在远离模块与压料板的部位, 使操作者的手臂不用越过导柱送取料。5.支承及夹持零件它包括上下模板、模柄、凸凹模固定 板、垫板、限位器等。上下模板是冲模的根底零件，其他各 种零件都分别安装固定在上面。模板的平面尺寸，尤其是前 前方向应与制件相适应，过大或过小均不利于操作。 有些模具落料、冲孔类模
10、具为了出件方便，需在模 架下设垫板。这时垫板最好与模板之间用螺钉连接在一起， 两垫板的厚度应绝对相等。垫板的间距以能出件为准，不要 太大，以免模板断裂。 6.紧固零件它包括螺钉、螺母、弹簧、柱销、垫圈等， 一般都采用标准件。冲压模具的标准件用量较多，设计选用 时应保证紧固与弹性顶出的需要，防止紧固件暴露在外表操 作位置上，防止碰伤人手与阻碍操作。 二模具设计的平安要点 在构造上应尽量保证进料、定料、出件、清理废料的方 便。对于小型零件的加工要严禁操作者的手指、手腕或身体 的其他部位伸入模区作业；对于大型零件的加工，假设操作者 必须手入模内作业时，要尽可能减少入模的范围，尽可能缩 短身体某部位在
11、模内停留的时间，并应明确模具危险区范 围，配备必要的防护措施与装置。 模具上的各种零件应有足够的强度及刚度，防止使用过 程中损坏与变形，紧固零件要有防松动措施，防止意外伤害 操作者。 不允许在加工过程中发生废料或工件飞弹现象，影响操 作者的注意力，甚至击伤操作者。另外要防止冲裁件毛刺割 伤人手。不允许操作者在进展冲压操作时有过大的动作幅 度，防止出现使身体失去稳定的姿势；不允许在作业时有过 多与过难的动作。应尽量防止冲压加工时有强烈的噪声与振 动。模具设计应在总图上标明模具重量，便于安装，保障安 全。20 千克以上的零件加工应有起重搬运措施，减轻劳动强 度。装拆模具零件时应方便平安，防止有夹手、割手的可能； 模具要便于解体存放。总之，模具中的哪怕是细微的问题都 会影响平安，只有对每种作业中的具体问题进展分析，才能 提出模具中的平安考前须知。 第 6 页