冲模结构设计(参)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,教学目的和要求：,第,7,章 冲模结构设计,使学生了解和掌握冲压模具的分类、结,构特点和设计方法。,第,7,章 冲模结构设计,7.1,冲模分类,一,.,按完成的冲压工序性质分类,1.,冲裁模：落料模、冲孔模、切口模、,切断模、剖切模、修边模等。,2.,弯曲模,3.,拉深模,4.,胀形模,5.,翻边模,6.,扩口模,7.,缩口模,8.,整形模,第,7,章 冲模结构设计,二,.,按完成冲压工序的数量和组合程度分类,7.1,冲模分类,2.,连续模（级进模）,模具平面上有两个或两个以上不同工作部位，压力机一次行程中可在模具的不同工位完成不同的工步内容。,特点：制件精度高，效率高，便于实现自动化。结构复杂，模具制造技术要求高。,1.,单工序模,在压力机的一次行程中完成一道工序的模具。,特点：结构简单，制造成本低。,3.,复合模,压力机一次行程中，模具在运动方向的同一位置上依次完成或同时完成两道或两道以上的工序。,特点：制件精度高，效率高。结构复杂，模具制造技术要求高。,第,7,章 冲模结构设计,单,工,序,模,7.1,冲模分类,第,7,章 冲模结构设计,复合模,7.1,冲模分类,第,7,章 冲模结构设计,连续模,7.1,冲模分类,第,7,章 冲模结构设计,三,.,按模座运动导向装置分类,7.1,冲模分类,2.,导向模,特点：上、下模之间设置了导板、导柱和导套等导向装置，制件精度高，模具安装调整较为简单，模具成本稍高。,1.,无导向模（开式模）,特点：上、下模的运动精度靠压力机导轨保证，可冲制一些精度低的简单零件。模具简单，成本低廉，但模具的安装调整较为困难。,第,7,章 冲模结构设计,四,.,按制作模具工作零件的材料分类,7.1,冲模分类,2.,硬质合金模,特点：用于某些冲制较高硬度材料（如硬态弹簧钢片）的冲裁模、要求模具寿命长的各类模具。模具加工难度大，成本高。,1.,钢模,模具工作零件用模具钢制造。,五,.,按卸料方式分类,刚性卸料模、半刚性卸料模、弹性卸料模。,六,.,按进、出料方式分类,手动模、半自动模、自动模。,第,7,章 冲模结构设计,七,.,按节制进料方式分类,7.1,冲模分类,八,.,按模具零件组合通用程度分类,定位销式、挡料销式、导正销式、侧刃式、挡板式。,专用模、组合通用模。,九,.,按模具外形尺寸分类,小型模具、中型模具、大型模具。,注意：,1.,对于某一副模具，可能兼有以上几方面的特征， 多以工序性质称之。,2.,模具的命名一般应冠以被加工制件的名称。,例：垫圈冲孔落料复合模；托架弯曲模。,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,本节以单工序模、复合模和连续模,3,种基本类型，介绍冲模的结构、工作原理、特点及应用场合。,一,.,冲裁模,1.,单工序冲裁模,（,1,）,.,无导向单工序冲裁模,（,2,）,.,有导向单工序冲裁模,2.,复合冲裁模,（,1,）,.,正装式复合模,（,2,）,.,倒装式复合模,3.,连续冲裁模,（,1,）,.,用导正销定位的连续模,（,2,）,.,用侧刃定距的冲孔落料连续模,第,7,章 冲模结构设计,无,导向单工序冲裁模,7.2,冲模的基本结构类型,第,7,章 冲模结构设计,有,导向单工序冲裁模,7.2,冲模的基本结构类型,第,7,章 冲模结构设计,有,导向单工序冲裁模,7.2,冲模的基本结构类型,第,7,章 冲模结构设计,正装式复合,模,7.2,冲模的基本结构类型,第,7,章 冲模结构设计,倒装式复合,模,7.2,冲模的基本结构类型,第,7,章 冲模结构设计,用导正销定位的连续,模,7.2,冲模的基本结构类型,第,7,章 冲模结构设计,侧刃定距的连续,模,7.2,冲模的基本结构类型,第,7,章 冲模结构设计,二,.,弯曲模,7.2,冲模的基本结构类型,1.,单工序弯曲模,（,1,）,.V,形件弯曲模,（,2,）,. U,形件弯曲模,（,3,）,.,多角弯曲模,（,4,）,.,圆形件弯曲模,2.,复合弯曲模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,V,形件弯曲模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,V,形件弯曲模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,U,形件弯曲模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,U,形件弯曲模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,弯曲角小于,90,度的,U,形件弯曲模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,多角弯曲模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,两次弯曲复合弯曲模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,三,.,拉深模,1.,单动压力机用拉深模,（,1,）,.,首次拉深模,（,2,）,.,后续各次拉深模,2.,双动压力机用拉深模,3.,含有拉深工序的复合模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,首次拉深模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,正装式拉深模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,倒装式拉深模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,后续各次拉深模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,双动压力机用拉深模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,复合拉深模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,复合拉深模,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,四,.,复合模、连续模的多工序组合方式,详见,P229,表,7.1,复合模的多工序组合方式,详见,P230,表,7.2,连续模的多工序组合方式,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,第,7,章 冲模结构设计,7.2,冲模的基本结构类型,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,一,.,冲模零件分类,1.,工作零件（凸模、凹模、凸凹模）,2.,支承零件（上下模板、模柄等冲模基础件）,3.,定位零件（定位销、挡料销等）,4.,压料、卸料及出件零件（卸料板、顶出器等）,5.,导向零件（导板、导柱、导套等）,6.,紧固零件（用于紧固的标准件）,7.,其他零件（起吊、运输、安全方面的零件）,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,二,.,凸模组件,1.,凸模结构,图,a,：直通式，铆接固定，加工方便。,图,b,：台阶式，过渡配合。,图,c,、,d,：大尺寸凸模,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,1.,凸模结构,小凸模的固定方法,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,1.,凸模结构,大型冲模中的易损小凸模采用快换式结构,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,2.,凸模长度,凸模长度一般根据模具结构需要而定。,采用固定卸料板的凸模长度用下式计算：,L=H,1,+H,2,+H,3,+Y,式中：,Y,附加长度，包括,凸模刃口的修磨量、凸模进入凹模的深度、安全距离,A,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,3.,凸模的其他要求,一般凸模材料为模具钢，强度不需要校核。,对细长凸模应进行失稳校核，必要时可加护套。,4.,凸模固定板,作用：固定凸模,结构要求：有一定厚度，有合适的硬度,5.,凸模垫板,安装位置：凸模固定板与上模板（或下模板）之间,作用：分散冲裁力,结构要求：好材料（工具钢、,45,钢）、高硬度,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,三,.,凹模与凸凹模,1.,凹模刃口的结构形式,图,a-c,：直刃口凹模 特点：强度好，刃口修磨后尺寸不变。,h,根据料厚确定：,当,t,0.5mm,，,h=,（,3,5,）,mm,当,t=,（,0.5,5,）,mm,，,h=,（,5,10,）,mm,，,当,t=,（,510,）,mm,，,h=,（,1015,）,mm,，,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,三,.,凹模与凸凹模,1.,凹模刃口的结构形式,图,d-f,：斜刃口凹模 常用于下出料模具,特点：刃口角较小（,15 ,30,），修磨后尺寸影响不大；,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,2.,凹模的外形结构及固定方法,图,a,、,b,：圆凹模,图,c,、,d,：较大凹模,图,e,：快换凹模,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,用螺钉直接连接的较大凹模所用结构尺寸,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,3.,凹模的外形轮廓尺寸,凹模壁厚：,c=,（,1.52,）,H,一般,c3040mm,凹模厚度：,H=Kb,（,H15mm,）,系数,K,查表,7.6,冲裁凹模外形轮廓尺,寸根据料厚和制件大小,来定。,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,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；,凹模的底面和型孔面应有较高的表面质量。,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,5.,凸凹模,凸凹模的结构特点：,内外缘均为刃口，壁厚取决于制件的孔边距；,必须满足强度要求，否则，不能用复合模冲裁。,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,四,.,镶拼式凸、凹模,适用场合：,大型模具,整体模具加工困难,易损部分,分镶接和拼接两种。,镶接结构特点：,将易损部分另做一块，镶入凹模体内。,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,四,.,镶拼式凸、凹模,拼接结构特点：,将整个凸、凹模分段加工，再拼,成一个整体。,主要用于大型模具。,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,四,.,镶拼式凸、凹模,1.,镶拼结构设计的一般原则,.,改善工艺，减少钳工工作量，提高模具精度；,例：把形状复杂的内形加工变为外形加工、圆弧单独分块、 分块应相等，便于同时加工、拼接线应垂直刃口等,.,便于装配、调整和维修；,例：把局部凸出部分单独分出、拼块之间应有定位子口等,.,满足冲压工艺要求，提高冲压件质量。,镶拼结构设计参见,P238,图,7.52,和图,7.53,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,四,.,镶拼式凸、凹模,图,7.52,镶拼结构实例,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,四,.,镶拼式凸、凹模,2.,镶拼结构的固定方法,.,平面式固定，把各拼块直接用螺钉固定在模板上；,.,嵌入式固定，把各拼块拼合后嵌入固定板凹槽内；,.,压入式固定，把各拼块拼合后压入固定板孔内；,.,斜楔式固定。,镶块结构的固定方法参见,P239,图,7.54,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,四,.,镶拼式凸、凹模,图,7.54,镶块结构的固定方法,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,五,.,定位零件,1.,导料板、导料销,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,2.,挡料销、导正销,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,活动挡料销,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,导正销（结构尺寸参见表,7.8,、,7.9,）,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,六,.,卸料与出件装置,1.,卸料装置,固定卸料装置,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,1.,卸料装置,弹性卸料装置,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,2.,推件装置,刚性推件装置,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,3.,顶件装置,弹性顶件装置,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,八,.,模架与模柄,七,.,弹性元件的设计和选用,（参见有关基础课）,1.,模架的基本要求,（,1,）要有足够的强度和刚度；,（,2,）要有足够的精度；,（,3,）上下模之间导向精度要高。,模架由上、下模座和导柱导套组成。,2.,模架的基本类型,（,1,）导柱模模架：上模座、下模座、导柱、导套,（,2,）弹压模架：导板、下模座、导柱、导套,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,八,.,模架与模柄,滑动导向模架类型,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,3.,导柱与导套,导柱与导套的结构已经标准化。,导柱的长度按模具闭合高度选用。,导柱与导套的配合常用：,H6/h5,或,H7/h6,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,4.,模柄,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,九,.,冲模的组合结构 （已经标准化）,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,十,.,冲模材料及热处理要求,冲模用材料可分为三大类：,1.,工作零件（凸模、凹模）,各类工具钢、硬质合金、合金钢,2.,上、下模座,铸铁、铸钢,3.,其他零件,碳素结构钢等模具常用材料,参见,P260-261,表,7.14,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,十,.,冲模材料及热处理要求,第,7,章 冲模结构设计,7.3,冲模零件与模具材料,第,7,章 冲模结构设计,7.4,冲模总体设计要点,一,.,冲模结构形式的确定,1.,确定的内容,（,1,）模具类型：单工序模、复合模、连续模,（,2,）操作方式：手工、自动化,（,3,）进出料方式：导料、挡料,（,4,）卸料方式：顺装或倒装、刚性卸料或弹性卸料,（,5,）模具精度：零件固定方式、导向方式,2.,选择原则,（,1,）复合模的冲件精度最高，简单模最低；,（,2,）多工序模比单工序模安全；,（,3,）小批量生产用单工序模，大批量生产用多工序模。,第,7,章 冲模结构设计,7.4,冲模总体设计要点,第,7,章 冲模结构设计,7.4,冲模总体设计要点,第,7,章 冲模结构设计,7.4,冲模总体设计要点,二,.,冲模的压力中心,冲模的压力中心,冲压合力的作用点。,要求：与冲床滑块中心线重合，避免偏载，减少,导柱与导套磨损。,冲模压力中心的计算方法：,1.,复杂形状冲裁的压力中心,用解析法计算。原理：力学平衡原理,2.,简单形状冲裁的压力中心,用几何法，原理：找形心,第,7,章 冲模结构设计,7.4,冲模总体设计要点,三,.,模具的闭合高度,模具的闭合高度,应在压力机的最,大和最小闭合高,度之间。,第,7,章 冲模结构设计,7.4,冲模总体设计要点,四,.,冲模的安全措施,安全第一十分重要。,要采用合适的模具结构和措施，保证工人和设备的安全。,参见,P267,内容。,第,7,章 冲模结构设计,7.4,冲模总体设计要点,五,.,冲模图纸绘制的方法和要求,1.,准备工作,冲模图纸的绘制是冲模设计的最后阶段工作，在绘制图纸前应有如下准备：,（,1,）了解本工序的制件情况（形状、尺寸、精度）,（,2,）了解本工序的冲压性质（冲裁、弯曲、拉深等）,（,3,）了解上序提供的毛坯或半成品情况（便于定位）,（,4,）进行必要的计算（刃口尺寸、冲压力、弹性元件等）,（,5,）确定模具的结构型式及主要零件的尺寸,第,7,章 冲模结构设计,7.4,冲模总体设计要点,2.,绘制总图的要求,（,1,）图纸幅面：小型模具用,1#,图竖装，大型模具用,0#,图，,一般采用,1,：,1,绘制；,（,2,）主视图按闭合状态绘制，要采用适当的剖视（多用阶 梯剖），反映出各零件的装配关系和模具的工作原理；,（,3,）俯视图可按拆去上模绘制。左右对称的模具也可按两部分绘制，即左半部为下模，右半部为上模；,（,4,）复杂模具可采用局部移出剖视表达某局部结构；,（,5,）主俯视图中均应用双点划线表示出工件和送料情况；,（,6,）图纸的右上角应绘出本工序的制件图，并标出材料和尺寸；对落料模还应绘出排样图；,（,7,）标题栏、明细表按制图标准；,（,8,）尺寸标注和技术要求：总体尺寸、闭合高度、内部配合尺寸。应提出必要的技术要求。,第,7,章 冲模结构设计,7.4,冲模总体设计要点,3.,绘制零件图的要求,除标准件以外的所有零件均应绘制零件图。,（,1,）图形正确，能够明确表达出零件的形状结构；,（,2,）尺寸标注要齐全，公差要求要合理，要提出合理的表面粗糙度要求，需要时应提出形位公差；,（,3,）重要零件要有适当的热处理要求；,（,4,）选材合理；,（,5,）标题栏中的零件代号、名称、数量、材料要与装配图中一致。,