沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)分析與標(biāo)準(zhǔn)課程.ppt

1,一、模具零件的分類,第七節(jié)沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)分析與標(biāo)準(zhǔn)的選用,沖模零部件,工藝零件,結(jié)構(gòu)零件,工作零件,定位零件,壓料、卸料及出件零部件,導(dǎo)向零件,固定零件,緊固及其它零件,上下模座模柄凸、凹模固定板墊板限位支承裝置,導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)板導(dǎo)筒,擋料銷和導(dǎo)正銷導(dǎo)料板定位板和定位銷側(cè)壓板側(cè)刃,凸模凹模凸凹模,卸料板壓邊圈頂件器推件器,螺釘、銷釘鍵傳動與改變工作運(yùn)動方向的零件其它零件,直接參與完成沖壓工藝過程并和坯料直接發(fā)生作用。,不直接參與完成沖壓工藝過程，也不和坯料直接發(fā)生作用，起保證和完善作用。,直接對毛坯進(jìn)行加工的成形零件。,用以確定加工中毛坯正確位置的零件。,保證上、下模之間的相對正確位置。,用以承裝模具零件或?qū)⒛＞甙惭b固定到壓力機(jī)上。,2,二、模具的標(biāo)準(zhǔn)化,冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)及國家機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),模具標(biāo)準(zhǔn)化是縮短模具制造周期的有效辦法，是應(yīng)用模具CAD/CAM技術(shù)的前提，是模具工業(yè)化和現(xiàn)代化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，所以必須推廣和優(yōu)先應(yīng)用模具標(biāo)準(zhǔn)。,沖?；A(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)沖模產(chǎn)品（零部件）標(biāo)準(zhǔn)沖模工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),3,（一）凸模組件及其結(jié)構(gòu)設(shè)計,三、工作零件,（二）凹模設(shè)計,（三）凸凹模設(shè)計,4,（一）凸模組件及其結(jié)構(gòu)設(shè)計,三、工作零件,1墊板2凸模固定板3、4凸模5防轉(zhuǎn)銷6上模座,凸模組件,5,直通式：,臺階式：,工作部分和固定部分的形狀與尺寸相同。,固定方法：臺階固定、螺釘壓緊。,固定方法:鉚接、粘結(jié)劑澆注法。,（1）凸模形式,1.凸模,用線切割加工或成形銑、成形磨削加工。,常用于非圓形斷面的凸模。,工作部分和固定部分的形狀與尺寸不同，固定部分多做成圓形或矩形，為標(biāo)準(zhǔn)尺寸。,工作部分采用車削、磨削或采用仿形刨加工，再用鉗工精修。,常用于圓形凸模，標(biāo)準(zhǔn)中制訂了這類凸模的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)形式與尺寸規(guī)格。用于非圓形凸模時需要設(shè)置防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。,6,（2）凸模長度,當(dāng)采用固定卸料板和導(dǎo)料板時，其凸模長度按下式計算：,H1凸模固定板的厚度H2卸料板的厚度H3導(dǎo)料板的厚度Y附加長度：凸模刃口的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度0.51mm、凸模固定板與卸料板的安全距離A1520mm,凸模長度尺寸應(yīng)根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)，并考慮修磨、固定板與卸料板之間的安全距離、裝配等的需要來確定。,7,（3）凸模材料,模具刃口要有高的耐磨性，能承受沖裁時的沖擊力。,材料性能：高的硬度，適當(dāng)?shù)捻g性,形狀簡單的凸模：T8A、T10A形狀復(fù)雜、淬火變形大：合金工具鋼Cr12、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV熱處理要求：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,當(dāng)板料很厚、強(qiáng)度很大、凸模很小、細(xì)長比大時需要進(jìn)行強(qiáng)度核算,核算內(nèi)容：校核承壓能力和抗縱彎曲能力。檢查凸模的危險斷面尺寸和自由長度是否滿足要求，以防止凸?？v向失穩(wěn)和折斷。,8,固定方法：,直通式或臺階固定：凸模壓入固定板內(nèi)，配合用H7/m6、N7/h6、P7/h6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。,2.凸模固定板,用于固定凸模,粘結(jié)固定：對于小凸模還可以采用粘結(jié)固定，粘結(jié)固定時，固定板上的型孔要留出間隙，以減少配合加工面，簡化孔的加工。粘結(jié)固定的方法常采用有機(jī)粘結(jié)劑(環(huán)氧樹脂)、無機(jī)粘結(jié)劑(氧化銅粉末+磷酸溶液)。也可采用由Bi、Pb、Sn、Sb按一定比例組成的低熔點(diǎn)合金固定。,螺釘和銷釘固定：大尺寸的凸模，也可直接用螺釘、銷釘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，其平面尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同，但還應(yīng)考慮緊固螺釘及銷釘?shù)奈恢谩?材料：一般采用Q235或45鋼。,9,3墊板,是否需要用墊板，進(jìn)行凸模應(yīng)力效核：,若凸模頭部端面上的單位壓力p大于模座材料的許用壓應(yīng)力時，就需要加墊板；反之則不需要加墊板。,作用：直接承受凸模的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，從而影響凸模的正常工作。,安裝位置：安裝在固定板與上模座或下模座之間。,應(yīng)力效核：,材料：一般采用45鋼，熱處理硬度取4348HRC。,10,（二）凹模設(shè)計,1.凹模洞口形狀,直壁式,凹模型孔的軸剖面形狀,斜壁式,凸臺式,主要應(yīng)根據(jù)沖裁件的形狀、厚度、尺寸精度以及模具的具體結(jié)構(gòu)來決定。,主要參數(shù)可以查表確定。,11,2.凹模的外形尺寸,凹模厚度,凹模壁厚,k見表43,H=kb（15mm）,c=（1.52）H（3040mm）,計算值：,選取標(biāo)準(zhǔn)值，選擇模架的依據(jù)。,保證凹模有足夠的強(qiáng)度與剛度,通常根據(jù)沖裁的板料厚度和沖裁件的輪廓尺寸，或凹?？卓谌斜陂g距離，按經(jīng)驗公式來確定，,12,3.凹模的固定方法,直接裝在凹模固定板中，主要用于沖孔。,采用螺釘和銷直接固定在下模座上，這種凹模板已經(jīng)有標(biāo)準(zhǔn)，它與標(biāo)準(zhǔn)固定板、墊板和模座等配合使用。,要保證螺釘之間、螺孔與銷孔間及螺孔、銷孔與凹模刃壁間的距離不能太近，否則會影響模具壽命?？拙嗟淖钚≈悼蓞⒖紭?biāo)準(zhǔn)選擇。,13,4.凹模的主要技術(shù)要求,凹模的型孔軸線與頂面應(yīng)保持垂直，凹模的底面與頂面應(yīng)保持平行。凹模的底面和型孔的孔壁應(yīng)光滑，表面粗糙度為Ra0.80.4m。底面與銷孔的Ra1.60.8m。,5.凹模的材料,與凸模一樣，熱處理硬度應(yīng)略高于凸模，達(dá)到6064HRC,14,（三）凸凹模,復(fù)合模中必定有一個凸凹模，同時具有落料凸模和沖孔凹模作用。內(nèi)外緣都為刃口。,正裝復(fù)合模，,倒裝復(fù)合模的凸凹模最小壁厚見表44。,正裝復(fù)合模的凸凹模最小壁厚可比倒裝的小些。,凸凹模的最小壁厚:,倒裝復(fù)合模，,內(nèi)孔不積存廢料，脹力小，最小壁厚可以小些；,若內(nèi)孔為直筒形刃口形式，且采用下出料方式，則內(nèi)孔積存廢料，脹力大，故最小壁厚應(yīng)大些。,15,四、定位零件,用以控制條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置。,（一）送料方向的控制,屬于送進(jìn)導(dǎo)向的定位零件：,導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓板等；,屬于送料定距的定位零件：,用擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等；,（二）送料步距的控制,用作單個毛坯的定位裝置，保證前后工序相對位置精度或?qū)ぜ?nèi)孔與外緣的位置精度要求。,（三）定位板和定位釘,16,四、定位零件,用以控制條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置。,（一）送料方向的控制,屬于送進(jìn)導(dǎo)向的定位零件：,導(dǎo)料銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓板等；,在與條料垂直的方向上的限位，保證條料沿正確的方向送進(jìn)，稱為送進(jìn)導(dǎo)向；,1導(dǎo)料銷,導(dǎo)料銷：,從右向左送料時，導(dǎo)料銷裝在后側(cè)；,從前向后送料時，導(dǎo)料銷裝在左側(cè)。,兩個，位于條料的同側(cè)，,17,2.導(dǎo)料板：,結(jié)構(gòu)形式：,是標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，厚度查有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)在條料兩側(cè),從右向左送料時，基準(zhǔn)導(dǎo)料板裝在后側(cè)；,從前向后送料時，基準(zhǔn)導(dǎo)料板裝在左側(cè)。,3側(cè)壓裝置,設(shè)置目的,保證條料緊靠基準(zhǔn)導(dǎo)料板正確送進(jìn)。,簧片式側(cè)壓裝置,簧片壓塊式側(cè)壓裝置,彈簧壓塊式側(cè)壓裝置,結(jié)構(gòu)形式,彈簧壓板式側(cè)壓裝置,不宜設(shè)置側(cè)壓裝置的場合：,板料厚度在0.3mm以下的薄板；,輥軸自動送料裝置的模具。,側(cè)壓力較大，宜用于較厚板料的沖裁模,側(cè)壓力較小，宜用于板料厚度為0.31mm的薄板沖裁模,側(cè)壓力大且均勻，一般裝在模具進(jìn)料一端，適用于側(cè)刃定距的連續(xù)模中,18,屬于送料定距的定位零件：,用擋料銷、導(dǎo)正銷、側(cè)刃等；,在送料方向上的限位，控制條料一次送進(jìn)的距離（步距）稱為送料定距。,（二）送料步距的控制,1擋料銷,（1）固定擋料銷,圓形、鉤形，一般裝在凹模上,圓形：結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，廣泛用于沖制中、小型沖裁件的擋料定距；其缺點(diǎn)是銷孔離凹模刃壁較近，削弱了凹模的強(qiáng)度。,鉤形：銷孔距離凹模刃壁較遠(yuǎn)，不會削弱凹模強(qiáng)度。但為了防止鉤頭在使用過程發(fā)生轉(zhuǎn)動，需考慮防轉(zhuǎn)。,起定位作用，用它擋住搭邊或沖件輪廓，以限定條料送進(jìn)距離,19,（2）活動擋料銷,（3）始用擋料銷,應(yīng)用,采用哪一種結(jié)構(gòu)形式擋料銷，需根據(jù)卸料方式、卸料裝置的具體結(jié)構(gòu)及操作等因素決定?；貛降某Ｓ糜诰哂泄潭ㄐ读习宓哪＞呱希黄渌问降某Ｓ糜诰哂袕棄盒读习宓哪＞呱?。,始用擋料銷一般用于以導(dǎo)料板送料導(dǎo)向的連續(xù)模和單工序模中。首次沖壓條料時往里壓，擋住條料而定位。第一次沖裁后不再使用。,20,2側(cè)刃,適用：,薄料、定距精度和生產(chǎn)效率要求高的情況,特點(diǎn)：定距精度高、可靠。,側(cè)刃結(jié)構(gòu),按側(cè)刃工作端面形狀分,按側(cè)刃斷面形狀分,側(cè)刃：在連續(xù)模中用來控制送料步距的凸模。,型：平的,型：臺階的,矩形側(cè)刃：,成形側(cè)刃：,用于厚度為1mm以上,結(jié)構(gòu)簡單、定位欠準(zhǔn)確,制造困難、定位準(zhǔn)確,側(cè)刃數(shù)量：,一個或兩個,側(cè)刃布置：,對稱布置,對角布置,用于提高沖裁件的質(zhì)量或直接形成沖裁件的外形。,可以保證料尾的充分利用。,21,3導(dǎo)正銷,對連續(xù)模起精定位。,導(dǎo)入部分：圓弧或圓錐過渡,作用:,配合使用：,與擋料銷或與側(cè)刃配合使用后者粗定位，前者精定位，前者的安裝位置要保證導(dǎo)正銷在導(dǎo)正過程中有移動的余地。,定位部分：圓柱面,結(jié)構(gòu)組成,與擋料銷的位置關(guān)系,導(dǎo)正銷直徑與孔之間應(yīng)留有一定間隙，公差帶為h9。,22,（三）定位板和定位釘,用作單個毛坯的定位裝置，保證前后工序相對位置精度或?qū)ぜ?nèi)孔與外緣的位置精度要求。,外緣定位,定位方式：,外輪廓較復(fù)雜的沖件,內(nèi)孔定位,用于外形比較簡單的沖件,23,（一）卸料裝置,形式：剛性卸料裝置、彈壓卸料裝置和廢料切刀,五、卸料與推件頂件零件,1.剛性卸料裝置,特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、卸料力大，卸料可靠。,適用：材料較硬、較厚（大于0.5mm）、卸料力較大、精度要求不太高的沖裁件。,與凸模的雙邊間隙,當(dāng)卸料板僅起卸料作用，取0.20.5mm,當(dāng)卸料板兼起導(dǎo)板作用，按H7/h6配合，且應(yīng)小于沖裁間隙。,24,2.彈壓卸料裝置,特點(diǎn)：兼卸料及壓料作用，沖件質(zhì)量較好，平直度較高。,適用：沖裁厚度小于1.5mm、質(zhì)量要求較高的沖裁件。,與凸模的單邊間隙：（0.10.2）t,裝配要求：在模具開啟狀態(tài)，卸料板應(yīng)高出模具工作零件刃口0.30.5mm，以便順利卸料。,組成：卸料板、彈性元件（彈簧或橡皮）、卸料螺釘。,25,3.廢料切刀卸料,用途：對于落料或成形件的切邊，如果沖件尺寸大，卸料力大，采用廢料切刀代替卸料板，將廢料切開而卸料。,結(jié)構(gòu),尺寸,工作原理,26,1.剛性推件裝置,2.彈性推件裝置,工作原理：,特點(diǎn)：推件力大，工作可靠。,（二）推件和頂件裝置,組成：打桿、推板、推桿、推件板,推板形式：推板一般裝在上模座的孔內(nèi)，放推板的孔不能全挖空,作用：壓料、卸料,特點(diǎn)：出件力不大，但出件平穩(wěn)無撞擊，沖件質(zhì)量較高。,常用于倒裝復(fù)合模中的推件裝置，裝在上模部分,多用于沖壓大型薄板以及工件精度要求較高的模具,彈力來源于彈性元件,27,3.彈性頂件裝置,模具處于開啟狀態(tài)時，必須順利復(fù)位，工作面高出凹模平面，以便繼續(xù)沖裁；模具處于閉合狀態(tài)時，其背后有一定空間，以備修磨和調(diào)整的需要；與凹模為間隙配合，外形按h8制造；與凸模呈較松的間隙配合，都可根據(jù)板料厚度取適當(dāng)間隙。,特點(diǎn)：頂件力容易調(diào)節(jié)，工作可靠，沖件平直度較高。,組成：頂桿、頂件塊和裝在下模底下的彈頂器。,制造、裝配要求：,常用于正裝復(fù)合模中或沖裁薄板料的落料模中,28,1.彈簧的選用,(1)圓柱螺旋壓縮彈簧的選用,（三）彈簧與橡皮的選用,主要技術(shù)參數(shù)：承受的工作極限負(fù)荷Fj對應(yīng)的工作極限負(fù)荷下的變形量Lj。,設(shè)計模具時，根據(jù)所需的卸料力或推件力FQ以及所需的最大壓縮行程L0來計算Fj與Lj，然后在標(biāo)準(zhǔn)中選用相應(yīng)規(guī)格的彈簧。,彈簧與橡皮是彈性卸料與頂件裝置中使用的彈性元件。,29,（2）彈簧選擇步驟,計算每個彈簧的卸料或頂件載荷FQ=FQ/n。FQ也就是卸料或頂料裝置中每個彈簧所受的預(yù)壓力。,根據(jù)模具結(jié)構(gòu)與尺寸，確定可裝置彈簧的數(shù)目n。,計算卸料或頂件時所需的最大壓縮行程L0,計算彈簧工作時的總行程L總,h1卸料板高出凸模端面的高度，一般為1mm；h2凸模進(jìn)入凹模的深度，一般為0.51mm；h3凸模的總修磨量，一般為410mm；t沖裁件厚度(mm)。,L為產(chǎn)生FQ所需的彈簧預(yù)壓縮量。,30,計算所需彈簧的工作極限負(fù)荷Fj與工作極限負(fù)荷下的變形量Lj。,根據(jù)求出的Fj與Lj從標(biāo)準(zhǔn)中選擇彈簧型號。,由虎克定律,令L=KLj，一般取K為60左右，對于沖裁模，K可取大些，對于拉深或彎曲模，K要取小些。,根據(jù)模具結(jié)構(gòu)校核n個這樣的彈簧是否可以安置，如不合適，再按上述步驟重選。,31,2.橡皮的選用,橡皮選擇原則,所選橡皮允許最大壓縮量H不超過其自由高度H0的35,所選橡皮必須滿足預(yù)壓力F0的要求,H=（0.350.45）H0,而橡皮預(yù)壓縮量H0=（0.100.15）H0,橡皮高度與直徑D之比應(yīng)按下式校核,冷沖模中所用橡皮一般為聚氨脂橡膠(PUR)。橡膠允許承受的載荷較彈簧大，并且安裝調(diào)整方便，所以在沖裁模中應(yīng)用很廣。,32,六、模架,模架是由上、下模座、模柄及導(dǎo)向裝置組成。,上模座通過模柄與壓力機(jī)滑塊相連下模座用螺釘壓板固定在壓力機(jī)工作臺面上上、下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置來保持其精確位置，以引導(dǎo)凸模的運(yùn)動，保證沖裁過程中間隙均勻。,(一)對模架的基本要求1)要有足夠的強(qiáng)度與剛度；2)要有足夠的精度；3)上、下模之間的導(dǎo)向要精確。,33,(二)模架形式,2.中間導(dǎo)柱模架,1.后側(cè)導(dǎo)柱模架,后側(cè)導(dǎo)柱模架送料方便，可以縱向、橫向送料。但是沖壓時如果有偏心載荷，則導(dǎo)柱、導(dǎo)套會單邊磨損。它不能用于模柄與上模座浮動連接的模具。,兩個導(dǎo)柱左、右對稱分布，受力均衡，所以導(dǎo)柱、導(dǎo)套磨損均勻。但是只能一個方向送料。,34,4.四導(dǎo)柱模架,3.對角導(dǎo)柱模架,導(dǎo)柱的布置也是對稱的，而且縱、橫都能送料。從安全角度考慮，在操作者右手一邊的那個導(dǎo)柱應(yīng)設(shè)置在后面。對角導(dǎo)柱模架的兩個導(dǎo)柱間距離較遠(yuǎn)，在導(dǎo)柱、導(dǎo)套間同樣間隙的條件下，這種模架的導(dǎo)向精度較高。,其導(dǎo)向的精度與剛度都較好。用于大型沖模。,35,（三）導(dǎo)柱與導(dǎo)套,導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合間隙：必須小于沖裁間隙。,沖裁間隙小的一般應(yīng)按H6h5配合；間隙較大的按H7h6配合。,導(dǎo)柱導(dǎo)套的長度：,導(dǎo)柱的長度應(yīng)保證沖模在最低工作位置時，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面的距離不小于1015mm，而下模座底面與導(dǎo)柱底面的距離應(yīng)為0.51mm。,36,基本要求：,與壓力機(jī)滑塊上的模柄孔正確配合，安裝可靠；,與上模正確而可靠連接。,材料：Q235、Q275鋼,（四）模柄,剛性模柄：模柄與上模座是剛性連接，不能發(fā)生相對運(yùn)動浮動模柄：模柄相對上模座能作微小的擺動,分類：,37,七、沖模零件的材料,沖模零件的材料和熱處理要求見表4-5,38,39,大凸模的固定,40,凸模的粘結(jié)固定a)環(huán)氧樹脂固定b)低熔點(diǎn)合金固定c)無機(jī)粘結(jié)劑固定,41,42,正裝式復(fù)合模,1-打桿2-模柄3-推板4-推桿5-卸料螺釘6-凸凹模7-卸料板8-落料凹模9-頂件塊10-帶肩頂桿11-沖孔凸模12-擋料銷13-導(dǎo)料銷,43,倒裝式復(fù)合模,1-下模座2-導(dǎo)柱3、20-彈簧4-卸料板5-活動擋料銷6-導(dǎo)套7-上模座8-凸模固定板9-推件塊10-連接推桿11-推板12-打桿13-模柄14、16-沖孔凸模15-墊板17-落料凹模18-凸凹模19-固定板21-卸料螺釘22-導(dǎo)料銷,44,表4-2凹模洞口的主要參數(shù),表4-3系數(shù)k值,45,凸凹模最小壁厚,46,導(dǎo)板式單工序落料模,1模柄2止動銷3上模座4、8內(nèi)六角螺釘5凸模6墊板7凸模固定板9導(dǎo)板10導(dǎo)料板11承料板12螺釘13凹模14圓柱銷15下模座16固定擋料銷17止動銷18限位銷19彈簧20始用擋料銷,47,導(dǎo)料板結(jié)構(gòu),48,具有自動擋料裝置的連續(xù)模,1-凸模2-凹模3-擋料桿,4-側(cè)壓板5-側(cè)壓簧片,49,側(cè)壓裝置,簧片式側(cè)壓裝置,簧片壓塊式側(cè)壓裝置,彈簧壓塊式側(cè)壓裝置,彈簧壓板式側(cè)壓裝置,50,固定擋料銷,51,活動擋料銷,扭簧彈頂擋料裝置,橡膠彈頂擋料裝置,彈簧彈頂擋料裝置,回帶式擋料裝置,52,始用擋料銷,53,雙側(cè)刃定距的沖孔落料連續(xù)模,1-內(nèi)六角螺釘2-銷釘3-模柄4-卸料螺釘5-墊板6-上模座7-凸模固定板8、9、10-凸模11-導(dǎo)料板12-承料板13-卸料板14-凹模15-下模座16-側(cè)刃17-側(cè)刃擋塊,54,側(cè)刃結(jié)構(gòu),55,1-導(dǎo)料板2-側(cè)刃擋塊3-側(cè)刃4-條料,側(cè)刃定位誤差比較,56,導(dǎo)正銷,A型：用于導(dǎo)正312mm的孔。B型：用于導(dǎo)正10mm的孔。C型：用于導(dǎo)正412mm的孔。D型：用于導(dǎo)正1250mm的孔。,57,導(dǎo)正部分高度h取h=(0.81.2)t,導(dǎo)正部分直徑d與導(dǎo)正孔采取H7/h6或H7/h7配合,d,h,58,定位板和定