冲压模具结构.ppt

第 八 章,冲 压 模 具 设 计,8.1单工序冲裁模的典型结构,冲裁可分为冲孔和落料 。 定义：用冲模沿封闭轮廓曲线冲切，封闭线内是制件，封闭线外是废料的工艺，叫落料；反之 是 冲孔。 冲裁模分类：1.工序组合的形式:单工序冲裁模、复合冲裁模和连续冲裁模。 2.按工序分类:落料模、冲孔模、切断模和切边模等。 8.1.1 落料模 . 1）敞开模 特点：结构简单，制造容易，模具的均匀间隙不易保证，安装调试复杂，冲裁制件 精 度低 2）导板模 特点：精度较高，模具寿命长，模具间隙由模具制造精度决定，但制造复杂 3）导柱模 特点：精度高，模具寿命长，使用安装方便，但是模具规模大、 8.1. 2.冲孔模 冲小孔模具，必须考虑凸模的强度和刚度，以及快速更换凸模的结构。 1) 侧壁冲孔模 2) 小孔冲孔模 模具结构采用缩短凸模长度的方法(防止弯曲变形而折断) 特点：制造比较容易，凸模使用寿命也较长。,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,8.2 复合冲裁模,复合模（多工序冲裁模） 定义：冲床一次行程中，在模具同一位置上能完成几个不同冲裁工序的模具。 结构特点：一副模具有一个凸凹模。 分类：正(顺)装式复合模 倒装式复合模。 8.2.1 正装式复合模 适用：制件平直度要求较高或冲裁时易弯曲的大而薄的制件。 缺点：操作不方便，也不安全，不适用于多孔制件的冲裁。 8.2.2倒装式复合模 特点：操作方便、安全 应用：平直度要求不高，多孔厚板制件的冲裁。 复合冲裁模的特点： 1）制件形位尺寸精度较高。 2）制件冲孔与落料的毛刺同在一侧。 3）可以节省材料。 4）模具的体积较小，模具结构紧凑。 5）制件内外形尺寸直接影响凸凹模强度。 6）生产效率高。 由于凸凹模的壁厚受到限制，复合模适宜冲裁生产批量大，精度要求高、厚度不 大于3mm的形状复杂软料和薄料。,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,8.3级进冲裁模,级进冲裁模 定义：一次行程中，在不同的位置上同时完成多道冲裁工序（如冲孔、落料、切边）。 关键问题：毛坯定位 一、级进模常用以下几种典型结构： 用固定挡料销和导正销定位 用侧刃定距 特点：侧刀（侧刃的长度等于步距） 侧刃作用：是在冲床的每次行程中，沿条料边缘冲下一块长度等于步距的料边。 优点：操作方便，定位准确，生产率高。 缺点：结构复杂，材料损失大。 应用：厚度小于0.5mm的薄板或不便使用定位销、导正销定位时。 用切舌定距 应用：大于1mm厚板料 特点：与侧刃定距相比节省材料，动作操作可靠。 二、级进冲裁模的特点： 优点：生产率高，制件精度高，便于实现自动化，操作方便，工作安全。 缺点：结构尺寸大，制造复杂，成本高。 三、连续模与复合模相比的特点: (1) 具有比复合模更高的生产率。 (2) 不存在“最小壁厚”问题，模具的强度高，寿命较长。 (3) 操作安全，易于实现自动化. (4)比复合模的制件精度低。,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,8.4 冲裁模工作零件的结构 （1）,凸模一般的结构 分类：1、凸模按结构形式分类有整体式、相拼式和带护套式； 2、按截面形状分类有圆形、矩形、异形等； 3、按刃口形状分类有平刃凸模和斜刃凸模等。 2.4.1 凸模结构形式 1、整体式凸模 结构形式： 1）直通方式 （a、b、c） 2）台阶型凸模 （ d ） 3）肩型台阶凸模 （ e ） 4）为挂台型凸模 （ f ） 5）异形刃口的凸模结构 （ g ） 2、.镶拼式凸模 采用目的：（1）为了节省贵重金属 （2）为了保护小凸模，便于制造 3、护套式凸模 护套式凸模主要用于小凸模的结构。为了增加小凸模的强度，一般在小凸模外加护套。 2.4.2 凸模的固定方式 1、大型凸模的固定 2、圆形凸模的固定 3、异形凸模的固定 4、小凸模的固定 2.4.3 凹模的结构形式 1、凹模外形结构 外形结构：整体式、相拼式、镶嵌式 2、凹模洞口形式 常用凹模洞口类型 1）直筒式刃口凹模 （a、b、c） 2）锥筒式刃口凹模 （ d、 e ）,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,8.4 冲裁模工作零件的结构（2）,8.4.4 凹模固定方法 （a）、（b）所示是常用的圆形冲孔凹模，直接装在凹模固定板中； （c）所示的是采用螺钉和销钉定位固定； （d）为快换式凹模固定方法。 8.4.5 凸凹模的结构 凸凹模用于复合模中，它的内形为凹模孔口，外形为凸模，其刃口形式可参照凸模和凹模的刃口形式。但凸凹模壁厚不能小于一定的值。,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,8.5 定位零件的结构,定位零件包含：1、挡料零件（如挡料销、导正销、侧刃等） 2、导料零件（如导料销、导料板、侧压板） 3、块料定位零件（如定位销、定位板）。 8.5.1挡料销 （挡料销材料为T7，硬度为HRC50-55 ） 作用：是控制板料的送进距离 分类：（1）固定挡料销 （2）活动挡料销 回带式活动挡料销 隐蔽式活动挡料销 临时挡料销 8.5.2导正销 导正销主要用在连续模中，对条料进行精确定位，以保证制件外形与内孔相互位置的正确。 作用：可以消除步距的误差，起精确定位的作用。 注意：当导正销较长时，应适当减少与凸模的精加工长度。 8.5.3侧刃 1、侧刃实质是一个裁切边料凸模。 2、工作原理： （侧刃 的长度等于一个步距） 3、在模具结构中，可根据制件的结构和材料的价值，采用单侧刃或双侧刃。 （1） 单侧刃一般用于步数少、材料较硬或厚度较大的级进模中； （2） 双侧刃用于步数较多、材料较薄的级进模中。 4、与侧刃相配的侧刃孔(又称侧刃凹模)按侧刃凸模实际尺寸加单面间隙配制。 8.5.4定位板和定位钉 （单个毛坯的定位装置 ） 注意：1、转角处应用工艺孔过渡； 2、 尽量减少定位板与毛坯的接触面积。 8.5.5 导尺与导料销 导尺,又叫导料板,是控制条料宽度方向在模具中位置的零件。,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,8.6 退料零件的结构,退料装置包括卸料、推件和顶件装置。其作用是当冲模完成一次冲压之后，把制件或废料从模具工作零件上卸下来，以便冲压工作继续进行。 8.6.1卸料装置的结构 1、刚性卸料 （固定卸料板结构 ） 结构形式：1）整体式卸料板 ；2）组合式卸料板； 3）悬臂式卸料板 ； 4）拱形卸料板 2、弹性卸料 装置组成：弹压卸料板，橡皮或弹簧，卸料螺钉等（一般装在上模）。 弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用 。（用在冲裁料厚在1.5mm以下的板料 ） 3、废料切刀卸料装置 应用：落料件尺寸较大或板料厚度较大，卸料力大 8.6.2 推件和顶件装置的结构 目的：都是从凹模中卸下冲件或废料。 1）推件装置 （刚性 ） 组成：打杆、推板、连接推杆和推件块 特点：顶件力大，工作可靠 2）顶件装置 （弹性 ） 组成：顶杆、顶件杆和顶件块 特点：除顶件以外，一般还最起压料作用。,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,退料零件的结构,8.6.3弹性元件 （弹簧和橡皮 ） 1）弹簧的选用与计算 2）橡胶的选用与计算 橡胶一般材料为聚胺酯橡胶，俗称优力胶。（主要用于冲裁模中 ） 橡胶的高径比一般在0.5至1.5之间选取 。 3）橡胶与弹簧的安装孔 （1）弹簧固定孔深度应至少保证有一至两圈弹簧在孔中。弹簧孔的直径比弹簧大1mm. （2）橡胶如果采用中间空心的结构，可以不设计安装孔，设计孔时其孔径比橡胶大3mm。 8.6.4 卸料螺钉 卸料螺钉如果采用专用的螺钉则结构如图2-70示。卸料螺钉的大小一般在M8M12之间选用。 注意：卸料螺钉应对称分布，工作长度要严格一致,图2-70 卸料专用螺钉,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,8.7 模架零件,8.7.1模架 （承受冲压过程的全部载荷 ） 组成：上、下模座和导向零件 导柱模架的基本形式 ： 对角导柱模架 后侧导柱模架 中间导柱模架 四导柱模架 8.7.2导向零件 冲裁模的导向零件主要有导柱与导套、导板等 。（目前主要用导柱与导套结构 ） 导柱与下模座采用过盈配合，导套与上模座过盈配合。 8.7.3模架零件 冷冲模的模架零件主要包括模座、模柄、垫板和凸模固定板等。 1.模座 （标准模架 ） 2.模柄（Q235，无须淬火处理 ） 模柄的轴线应位于模具的压力中心（冲压合力的作用点）重合 。 结构形式 ： 1）压入式模柄 （型） 2）旋入式模柄 （ 型） 3）螺钉固定式模柄 （ 型） 4）螺钉联接式模柄 （ 型） 3.固定板 （Q235或45号钢，无须淬火处理 ） 凸模、凹模固定板主要用于小型凸模、凹模或凸凹模等工作零件的固定。 4.垫板 （T7或T10A钢，热处理后硬度HRC4348 ） 作用：是承受凸模或凹模的压力，防止过大的冲压力在上、下模座上压出凹坑(图2-78)，影响模具 正常工作。 8.7.4紧固零件 （销钉和螺钉 ） 主要起定位、连接、拉紧冲模零件的作用。,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-1无导向简单落料模,图2-2 导板式单工序落料模,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-3,图2-3 导柱式单工序落料模,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-4,图2-4 侧壁冲孔模,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-5,图2-5 斜楔式水平冲孔模,图2-7 复合模的结构原理图,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-6,图2-6 超短凸模的小孔冲模,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-8,图2-8 正（顺）装式复合模的典型结构,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-9,图2-9 倒装式复合模,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-10,图2-10 用挡料销和导正销定位的级进模,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-11,图2-11 用侧刃定距的冲孔落料级进模,图2-13,图2-13 切舌定距模结构图,图2-12 切舌尺寸图,图2-15 垫圈排样图,图2-14 垫圈,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-16.17.18,图2-16 凸模的外形结构,图2-17 常用的整体式凸模,图2-18 镶拼式凸模,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-19.20.21,图2-19 大凸模的固定方式,图2-20 圆形凸模的固定方式,图2-21 异形凸模的固定方式,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-22,图2-22 小凸模的固定及其保护结构,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-23.24.25,图2-25 凹模洞口结构,图2-23 凹模零件结构图,图2-24 凹模外形结构,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-26.27,图2-26 凹模的固定方式,图2-27 凸凹模的结构,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-53,图2-53 固定挡料销,图2-54 活动挡料销,图2-55 导正销的结构形式,图2-56 固定在凸模固定板上的导正销,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-57,图2-57 侧刃,图2-60 用定位板和定位钉定位毛坯外轮廓,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-61,图2-61 用定位钉和定位板定位毛坯内孔,图2-62 导尺,图2-63 导料销与组件,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-65.66,图2-65 弹压卸料装置,图2-66 废料切刀工作原理,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-67,图2-67 推件和顶件装置,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-71,图2-71 导柱模架,图2-73 滑动式导柱、导套的安装尺寸示意图,第 二 章,冲 裁 工 艺 与 模 具 设 计,图2-76,图2-76 常用模柄的结构,图2-78 垫板的受力情况,第 三 章,8.8 弯曲模的典型结构,弯曲模按其工序组合形式分类可以分为单工序弯曲模、复合弯曲模和连续弯曲模。 8.8.1单工序弯曲模 1、V形件弯曲模 特点：是结构简单、通用性好，但是精度不高 弯曲方法：带有定位尖，顶杆、 V形顶块 2、U形件弯曲模 3、Z形件弯曲模 由于Z形件两直边折弯方向相反，所以弯曲模必须有两个方向弯曲的动作。 4、圆形件弯曲模 1) 直径d5mm的先弯成 U形，再弯成圆形。 2)圆筒直径d20mm的先将毛坯弯成波浪状，然后再弯成圆筒形。 5、铰链件弯曲模 铰链件通常是将毛坯头部预压弯后才能卷圆 .,弯曲工艺与弯曲模具结构,第 三 章,弯曲模的典型结构,8.8.2级进弯曲模 8.8.3复合弯曲模 定义：在压力机一次行程内，在模具同一位置完成落料、弯曲、冲孔等几种 不同的工序。 弯曲模结构要点： 弯曲毛坯的定位要准确、可靠，尽可能水平放置。 毛坯的安放和制件的取出要方便、安全，操作简单。 模具结构尽量简单并且便于调整修理。,弯曲工艺与弯曲模具结构,图3-8.9,图3-8 U形件弯曲模,图3-9 弯曲角小于90的U形件弯曲模,图3-6.7,图3-6 V形件弯曲模的一般结构,图3-7 V形件精弯模,图3-11,图3-11 Z形件弯曲模,图3-13.14.15,图3-13 四角弯曲件一次弯曲成形模具,图3-15 两次弯曲复合的 形件弯曲模,图3-14 形件分步弯曲模,图3-17,图3-17 小圆弯曲模,图3-18,图3-18 大圆两次弯曲模,图3-19 摆块式圆形件一次弯曲成形模,图3-20.21,图3-20 铰链件弯曲工序的安排,图3-21 铰链件弯曲模,图3-22,图3-22 级进弯曲模,图3-23,图3-23 复合弯曲模,8.9 拉深模工作部件的结构,8.9.1 拉深凸模与凹模的结构 1无压边圈的拉深模 2有压边圈的拉深模 圆角结构，拉深直径d100mm的零件。 有锥角的凸、凹模 ，拉深直径d100mm的零件。 3拉深凸模必须设计通气孔（防止形成真空状态） 8.9.2 拉深模压边装置的结构 1采用压边装置的条件 压边装置的作用就是在凸缘变形区施加轴向（材料厚度方向）压力，提高毛坯变形的稳定性，而防止起皱。 2常用压边圈的结构形式 首次拉深模用压边圈 后续拉深工序用压边圈。图中限位柱（固定式和可调节式）高度的设计应保证模具在拉深过程中，保持压边圈和凹模圆角间的距离为s值。其值分别为： 拉深有凸缘的零件：s=t+(0.050.1) 拉深钢零件：s=1.5t 拉深铝合金：s=1.1t 在单动压力机上进行拉深，常采用通用性强的压边装置，其弹性元件一般使用橡皮、弹簧和气垫三种。,第 四 章,拉深工艺与模具结构,图4-6.7,图4-6 无压边圈首次拉深模,图4-7 有压边圈的正装式首次拉深模,图4-8,图4-8 有压边圈的倒装式首次拉深模,图4-9.10,图4-9 无压边圈后续工序拉深模,图4-10 有压边圈后续工序拉深模,图4-11,图4-11 落料拉深复合模,图4-12,图4-12 黄铜管帽连续拉深模,图52 刚性凸模胀形,图5-3 柔性模胀形,图5-4 轴向压缩液体的胀形方法,图5-8 典型的缩口模结构图,图5-9 夹紧装置的缩口模,图5-10 缩口与扩口复合模,图5-11 倒装挤压式缩口模,图5-15 翻孔模,图5-18 内外缘翻边复合模,图6-1 多工位精密级进模,图6-2 级进模基本结构,