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模具设计基础知识(不做设计也必须看)
作者:管理员    发布于:2019-11-16 03:44:21    文字:【】【】【

一、冲压模具依结构可分为单工程模、复合模、连续模三大类。前两类需较多人力不符经济效益,连续模可大量消费效率高。同样,设计一套高速精细连续冲模,也要对你所消费的产品(包含一切用冲压加工出来的产品)。设计连续冲模需留意各模组之间的间距、零件加工精度、组立精度、配合精度与干预问题,以到达连续模自动化大量消费的目的。 模具设计


  二、单元化设计之概念:冲压模具整体结构可分红二大局部:共通局部、依制品而变动的局部。共通局部可加以规范化或规格化,依制品而变动的局部是难以规格化。


  三、模板之构成及规格:


  1、模板之构成


  冲压模具之构成将依模具品种及构成及相异,有顺配置型结构与逆配置型结构二大类。前者是最常运用的结构,后者结构主要用於引伸成形模具或配合特殊模具。

  从事的主要工作包括:

  (1)数字化制图——将三维产品及模具模型转换为常规加工中用的二维工程图;

  (2)模具的数字化设计——依据产品模型与设计企图,树立相关的模具三维实体模型;

  (3)模具的数字化剖析仿真——依据产品成形工艺条件,停止模具零件的构造剖析、热剖析、疲倦剖析和模具的运动剖析;

  (4)产品成形过程模仿——注塑成形、冲压成形;

  (5)定制合适本公司模具设计规范件及规范设计过程;

  (6)模具消费管理。


  2、模具之规格


  (1)模具尺寸与锁紧螺丝

  模板之尺寸应大於工作区域,并选择规范模板尺寸。模板锁紧螺丝之位置配置与模具品种及模板尺寸有关。其中单工程模具最常运用锁紧螺丝配置於四边角,最规范方式工作区域可广阔运用。长形之模具及连续模具最常运用锁紧螺丝配置於四边角及中间位置。


  (2)模板之厚度

  模板之厚度选择与模具之结构、冲压加工品种、冲压加工加工力、冲压加工精度等有绝对关系。根据理论计算决议模具之厚度是艰难的,普通上系由经历求得,设计运用的模板厚度品种宜尽量少,配合模具高度及夹紧高度加以规范化以便利采购及库存管理。


  四、模板之设计:


  连续模具之主要模板有冲头固定板、压料板、母模板等等,其结构设计依冲压制品之精度、消费数量、模具之加工设备与加工办法、模具之维护颐养方式等有三种方式:整块式、轭式、镶入式。


  1、整块式

  整块式模板亦称为一体结构型,其加工外形必需是封锁的。整块式模板主要用於简单构造或精度不高的模具,其加工方式以切削加工为主(不需热处置),采用热处置之模板必需再实施线切割加工或放电加工及研磨加工。模板尺寸长(连续模具)之场所将采用两块或多块一体型并用之。


  2、轭式

  轭式模板之中央部加工成凹沟状以组装块状品。其结构依应用请求,凹沟部能够其他模板构成之。此轭式模板结构之优点有:沟部加工容易,沟部宽度可调整之,加工精度良好等;但刚性低是其缺陷。


  轭式模板之设计留意事项如下:

  (1)轭板构部与块状部品之嵌合采中间配合或轻配合方式,如采强压配合将使轭板发作变化。

  (2)轭板兼俱块状部品之坚持功用,为接受块状部品之侧压及面压,必需具有足够的刚性。还有为使轭板沟部与块状部品得到密著组合,其沟部角隅作成逃隙加工,如轭板沟部角隅不能作成逃隙加工,则块状部品须作成逃隙加工。

  (3)块状部品之分割应同时思索其内部之外形,基准面必需明白化。为使冲压加工时不产生变形,亦要留意各个块状部品之外形。

  (4)轭板组入许多件块状部品时,由於各块状部品之加工累积误差使得节距产生变动,处理对策是中间块状部品设计成可调整方式。

  (5)块状部品采并排组合之模具结构,由於冲切加工时块状部品将接受侧压使各块状部品间产生间隙或形成块状部品之倾斜。此现象是冲压尺寸不良、冲屑阻塞等冲压不良之重要缘由,因而必需有充沛的对策。

  (6)轭板内块状部品之固定办法,依其大小及外形有下列五种:以锁紧螺丝固定、以键固定、以形键固定、以肩部固定、以上压件(如导料板)压紧固定。


  3、镶入式


  模板中加工圆形或方形之凹部,将块状部品镶合嵌入於模板中,此种模板称为镶入式结构,此结构之加工累积公差少、刚性高,合成及组立时之精度再现性良好。由於具有容易机械加工、加工精度由工作机械决议、最后调整之工程少等优点,镶入式模板结构已成为精细冲压模具之主流,但其缺陷是需求高精度的孔穴加工机。


  连续冲压模具采用此模板结构时,为使模板具有高刚性请求,乃设计空站。镶入式模板结构之留意事项如下所述:

  (1)嵌入孔穴之加工:模板之嵌入孔穴加工运用立式铣床(或治具铣床)综合加工机、治具镗床、治具磨床、线割放电加工机等。嵌入孔穴之加工基准,运用线割放电加工机时,为进步其加工精度乃停止二次或以上之线割加工。

  (2)嵌入件之固定办法:嵌入件固定办法之决议要素有不变动其加工的精度、组立及合成之容易性、调整之可能性等。嵌入件之固定办法有下列四种:以螺丝固定、以肩部固定、以趾块固定、其上部以板件压紧。母模板之嵌入件固定办法亦有采用压入配合,此时应防止因加工热收缩而产生的松弛结果,运用圆形模套嵌入件加工不规则孔穴时应设计回转避免办法。

  (3)嵌入件组立及合成之考量:嵌入件及其孔穴加工精度请求高以停止组立作业。为得到即便有略微的尺寸误差亦能於组立时加以调整,宜事前思索处理对策,嵌入件加工之详细思索事项有下列五项:设有压入导入部,以隔片调整嵌入件之压入状态及正确位置,嵌入件底面设有压出用孔穴,以螺丝锁紧时宜采用同一尺寸之螺丝,以利锁固及松开,为避免组立方向之失误,应设计防呆倒角加工。


  连续冲模设计技术


  五、单元化之设计:


  1、模具对准单元


  模具对准单元亦称为模具刃件之对合引导安装。为的确坚持上模与下模之对准及缩短其准备时间,依制品精度及消费数量等条件请求,模具对准单元主要有下列五种:

  (1)无导引型:模具装置於冲床时直接停止其刃件之对协作业,不运用引导安装。

  (2)外导引型:此种安装是最规范的结构,导引安装装设於上模座及下模座,不经过各模板,普通称为模座型。

  (3)外导引与内导引并用型(一):此种安装是连续模具最常运用之结构,冲头固定板及压料板间装设内导引安装。冲头与母模之对合应用固定销及外导引安装。内导引安装之另一作用是避免压料板倾斜及维护细小冲头。

  (4)外导引与内导引并用型(二):此种安装是高精细度高速连续模具之运用结构,内导引安装贯串冲头固定板、压料板及母模固定板等等。内导引安装自身亦有模具刃件对合及维护细小冲头作用。外导引安装之主要作用是模具合成及装置于冲床时能得到滑顺目的。

  (5)内导引型:此结构不运用外导引安装,内导引安装贯串冲头固定板、压料板及母模固定板等等,正确地坚持各块板之位置关系性以维护冲头。


  2、导注及导套单元


  模具之导引方式及配件有导注及导套单元之品种有两种:外导引型(模座型或称主导引),内导引型(或称辅助引)。另行配合精细模具之请求,运用外导引与内导引并用型之需求性高。

  (1)外导引型:普通上运用於不请求高精细度之模具,大多与模座构成一单元贩卖之,主要作用是模具装置於冲床时之刃件对合,简直没有冲压加工中之动态精度坚持效果。

  (2)内导引型:由於模具加工机之停顿,最近急速提高。主要作用除了模具装置於冲床时之刃件对合外,亦有冲压加工中之动态精度坚持效果。

  (3)外导引与内导引并用型:一副模具同时运用外导引与内导引安装。


  3、冲头与母模单元 (圆形)


  (1)冲头单元:圆形冲头单元依其外形(肩部型及平直型)长度、维修之便当性,运用冲头单元宜与压料板导套单元配合。

  (2)母模单元:圆形母模单元亦称为母模导套单元,其方式有整块式及分开式,依消费数量、运用寿命及制品或冲屑之处置性,母模单元之组合系列有:运用模板直接加工母模外形,具有二段斜角之逃隙部,能否要运用背板,不规则母模外形必需有回转避免设计。


  4、压料螺栓与弹簧单元


  (1)压料螺栓单元:压料板螺栓之品种有:外螺丝型,套筒型,内螺丝型。为坚持压料板於指定位置平行状态,压料螺栓之中止办法(肩部接触部位):模座凹穴接受面,冲头固定板顶面,冲头背板顶面。

  (2)压料弹簧单元:可动式压料板压料弹簧单元可大致分为:单独运用型,与压料螺栓并用型


  选择压料弹簧单元时最好思索下列要点再决议之:

  确保弹簧之自在长度及必要的紧缩量 (紧缩量大之弹簧宜置于压料板凹穴);

  初期的弹簧紧缩量 (预紧缩量)或荷重之调整有无必要;

  考量模具组立或维护颐养之容易性;

  考量与冲头或压料螺栓长度之关系;

  考量平安性 (避免弹簧断裂时之飞出)。


  5、导引销单元 (料条送料方向之定位)


  (1)导引销单元:导引销之主要作用是连续冲压加工时得到正确的送料节距。冲压模具用导引单元有间接型 (导引销单独运用)及直接型 (导引销装设於冲头内部)两种方式。

  (2)导引销之组装方式与冲孔冲头有相同 (装设於冲头固定板)。应用弹簧将其受制於冲头固定板。

  (3)导引销另外装设於压料板之方式,由于请求导引销突出於压料板之量到达一定及避免模具上升时之容易带上被加工资料,压料板之刚性及导引方式有必要留意之。

  (4)导引销单元有直接型,其装设於冲头内,主要用于外形冲切 (下料加工)或引伸工程之切边加工,其位置定位系应用制品之孔及引伸部内径。


  6、导料单元


  (1)外形冲切 (下料加工)或连续冲压加工时,为使被加工资料之宽度方向遭到导引及得到正确的送料节距,乃运用导料单元。

  (2)料条宽度方向之导引安装,导引方式有:固定板导引销型、可动导引销型、板隧道导引型 (单块板)、板导引型 (两块构成)、升料销导引型 (有可动式、固定式及两者并用之)。

  (3)起始中止之导引安装,其方式有:滑块式、可动销式等两种,主要作用是资料置于模具之最初起始位置定位。

  (4)送料中止安装,可正确地决议出送料节距,主要用於人手送料之场所,其方式有:固定式中止销、可动式中止销、边切中止方式、挂钩中止机构、自动中止机构。模具人杂志微信 模具行业第一微信平台

  (5)侧推式导料机构,冲压加工时资料被压向一方,可避免资料因料条宽度与导料件宽度差所产生的蛇行现象。

  (6)胚料位置定位导料机构,其方式有:固定销导料型 (应用胚料之外形);固定销导料型 (应用胚料之孔穴);导料板 (大件部品用);导料板 (一体形);导料板 (分割形)。


  7、升料与顶料单元


  (1)升料销单元:其主要作用是停止连续冲压加工时将料条升至母模上 (位置高度称为送料高度,并到达顺利送料目的,其方式有:升料销型 (圆形,地道升料用),是最普通的升料销单元;升料销型 (圆形,设有导料销用孔),升料销设有导料销用孔可避免资料接受导引销之变形及使导引销的确发作作用;升料及导料销型,兼俱导料功用,连续模具之导料最常运用此方式升料销型;升料销型 (方形)如有需求设有空气吹孔;升料及导料销型 (方形)。

  (2)顶料单元:自动冲压加工时必需避免冲切制品或冲屑之跳於母模外表以防止模具损坏及不良冲压件之产生。

  (3)顶出单元:顶出单元之主要作用是每次冲压加工时将制品或废料自母模内顶出。顶出单元之装设场一切二:逆配置型模具时装设於上模部份;顺配置型模具时装设於下模部份。


  8、固定销单元


  固定销单元之外形及其尺寸依规范规格需求而设计,运用时之留意事项有:固定销孔宜为贯串孔,不能的场所,思索容易运用螺丝卸除之设计办法;固定销长度适度最好,不可大于必要的长度;固定销孔宜有必要的逃离部;置于上模部份之场所,应设计避免落下之机构以避免其掉落;采用一方压入配合一方滑动配合之场所,滑动侧之固定销孔略微大於固定销;固定销之数量以两只为准绳,尽量选择相同之尺寸。


  9、压料板单元


  压料板单元之特别重要点是压料面与母模面有正确的平行度及缓冲压力请求均衡。


  10、失误检出单元


  以连续模具冲压加工时,模具必需设计失误检出单元以检出送料节距之变化量能否超越其基准而中止冲床之运转。失误检出单元是装设於模具内部,依其检出办法有下列两种装设方式:上模内装设检出销之方式,当其偏离料条孔穴时,将与料条相接触而检知;下模内装设检出销之方式,当料条之一部与检出销接触而检知。最近应用接触方式之检出办法将有所改动,运用近接开关之事例有增加趋向。

  上模内装设检出销是规范的检出安装,由于其于下死点左近检出,检出开端至冲床中止有时间偏向,要完整到达失误避免效果是艰难的。装于下模之检出安装,当资料送料动作完成后马上直接停止检出,此办法已遭到注重。


  11、废料切断单元


  连续冲压加工时料条 (废料)将陆续分开模具内,其处置方式有两种:应用卷料机卷取之;应用模具切断安装将其细化。又后者之方式有两种:应用专用废料切断机 (设置於冲压机械外部);装设於连续模具最後工程之切断单元。


  12、高度中止块单元


  高度中止块单元之主要作用是正确地决议上模之下死点位置,其方式有下列两种:冲压加工时亦经常接触之方式;组装时才接触,冲压加工时不接触之方式。还有,当模搬运、保管时,为避免上模与下模之接触,最好于上模与下模之间置入隔块。当精度请求无必要时,其运用规范可采用螺丝调整型。


  连续冲模设计技术


  六、主要模具元件之设计:


  1、规范部品及规格


  模具用规范规格之选择办法最好考量下列事项:运用的规格内容不受限制时,最好采用最高层者;准绳上采用规范数;模具规范部品无此尺寸时,采用最接近者再停止加工。


  2、冲头之设计


  冲头依其功用可大致分为三大部份:加工资料之刃部先端 (切刃部,其外形有不规则形、方形、圆形等);与冲头固定板接触部 (固定部或柄部,其断面外形有不规则形、方形、圆形等);刃部与柄部之连结部份 (中间部)。

  冲头各部份之设计基准分别从切刃部长度、切刃部之研磨方向、冲头之固定法及柄部之外形等方面简述之。

  (1)切刃部长度:阶段型冲头之切刃部长度之设计宜思索加工时不会产生侧向弯曲、与压料板运动部份之间隙应恰当。压料板与冲头切刃部之关系有引导型及无引导型,切刃部直段长度将有所不同。

  (2)切刃部之研磨方向:切刃部之研磨方向有与轴部平行 (上削加工)及与轴部垂直 (穿越加工)等两种办法,为进步冲头的耐磨耗性及耐烧著性,宜采用前者。切刃部外形是凸外形时可采用穿越加工,凹凸外形时采用上削加工或穿越加工并用方式。

  (3)冲头之固定法及柄部之外形:冲头之柄部大致分为直段型与肩部型两种,其固定方式之选用要素有制品及模具之精度、冲头及冲头固定板之加工机械与加工办法、维护颐养之办法等。

  (4)柄部之尺寸及精度:冲头柄部之尺寸及精度将随冲头之固定方式而有不同请求。

  (5)冲头长度之调整办法:冲切冲头之长度因再研磨加工而减短,为与其他工程如 (弯曲、引伸等)之冲头长度坚持均衡及维持冲头设计长度,有必要调整冲头之长度。

  (6)配合冲压加工之冲头设计:为到达大量消费时冲压制品之质量平安及无不良品之产生,模具方面有必要思索下列事项:冲头加工之研磨方向要同一性,外表宜施以抛光处置;为避免冲屑之浮上,冲头内可装设顶出销或加工空气孔;为减少冲切力,冲孔冲头施以斜角加工,还有大冲头左近的细小冲头宜较短些以减少遭到冲击。

  (7)配合加工法之冲头设计:冲头之外形设计与加工艰难度有绝对的关系,当其过份接近时冲头固定板之加工变为艰难,此时之冲头宜加以分割处置 (采组合方式)。


  3、冲头固定板之设计


  冲头固定板之厚度与模具及荷重之大小有关系性,普通上为冲头长度之30~40%,还有冲头引导部长度宜高于冲头直径之1、5倍


  4、导引销 (冲头)之设计


  导引销 (冲头)之引导部直径与资料导引孔之间隙,其尺寸及突出压料板之量依资料之厚度而设计,导引销之先端外形大致分为两种:炮弹形、圆锥形 (推拔形)。

  (1)炮弹形是最普通之方式,市面上亦有规范部品。

  (2)圆锥形有一定的角度,很合适用於小件之高速冲压,推拔角度之决议要素有冲压行程、被加工件之材质、导引孔之大小,加工速度等。推拔角度大时较容易修正被加工资料之位置,但推拔部之长度将变长。推拔部与圆筒部衔接处宜滑顺之。


  5、母模之设计


  (1)冲切母模之设计


  冲切母模之外形设计应考量之要项有:模具寿命及逃角之外形、母模之剪角、母模之分割。模具设计巨匠微信:mujuren

  模具寿命及逃角之外形:此设计是十分重要的事项,如设计不正确将会形成冲头之破损、冲屑之梗塞或浮上、毛边之发作等冲压加工不良现象。

  母模之剪角:外形冲切时为减低其冲切力,母模可采剪角设计,剪角大时冲切力之减低亦大,但易形成制品之反曲及变形。

  母模之分割:母模必需施以成形研磨等精加工,由於其是凹外形,研磨工具不易进入,故必需加以分割。


  (2)弯曲母模之设计


  弯曲加工用母模之设计,为避免回弹及过度弯曲等现象之发作,U形弯曲加工用母模之部外形为双R与直线部 (斜度为30度)之组合,最好近似R外形。R部外形经成形研磨或NC放电加工後应施以抛光处置。


  (3)引伸母模之设计


  引伸母模角隅部外形及逃角外形是十分重要的设计事项,有关角隅部及逃角之外形及特征如下:引伸母模R角值大时较易引伸加工,但亦产生引伸产品外表产生皱摺现象,引伸制品侧壁厚度大於板厚。引伸厚板件及顶出艰难之场所,母模R值要取小,约为板厚之1-2倍,普通上圆筒及方筒引伸母模之大多引伸部作成直段状,为避免烧著发作、光滑油油膜之毁坏及减少顶出力等目的,直段部下方宜有逃部 (阶段形或推拔形)设计。特别是引缩加工之场所,此直段部有必要尽量少。


  6、冲头之侧压对策


  冲压加工时冲头左右接受均等之荷重是最佳理想 (即侧压为零)状态,冲头接受侧向压力时将使上模与下模产生横方向之偏移,形成模具间隙之部份变大或变小 (间隙不平均)及无法得到良好精度的冲压加工。有关冲头之侧压对策有下列办法:改动加工方向、单侧加工 (冲切、弯曲、引伸等)之制品宜采两排布列方式、冲头或母模装设侧压挡块,切刃之侧面设有导引部 (特别是切断及分断加工)。


  7、压料板之设计


  压料板之功用有剥离付著於冲头之资料及导引细小冲头之作用,依功用不同其设计内容有很大的不同。压料板之厚度及选用基准依制品设计有下列两种:可动式压料板、固定式压料板。

  压料板与冲头之间隙值宜小於模具间隙之半 (特别是精细连续模具更应恪守此准绳),当设计压料板时依制品的不同而有所变动必需留意下列事项:1、压料板与冲头之间隙值及冲头导引部之长度,2、辅助导柱与压料板之装设规范及压料板之逃部设计,3、可动式压料板於冲压加工时为避免倾斜发作之对策,4、固定式导料板与压料板导引销孔之尺寸关系,5、固定式压料板之资料导引部与被加工资料宽度之关系。


  8、背压板之设计


  冲压加工时主要作用件 (冲头、压料板、母模)之後方将接受面压,当冲压力高於面压力时宜采用背压板 (特别是冲头及母模模套之反面)背压板之运用方式有部分运用与全面运用两种方式。模具设计

脚注信息
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