沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟

1、沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)是進(jìn)行沖壓生產(chǎn)的重要技術(shù)準(zhǔn)備工作。 沖壓工藝與模具 設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合工廠的設(shè)備、人員等實(shí)際情況 , 從零件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本、 勞動(dòng)強(qiáng)度、環(huán)境的保 護(hù)以及生產(chǎn)的安全性各個(gè)方面綜合考慮 ,選擇和設(shè)計(jì)出技術(shù) 先 進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理、使用安全可靠的工藝方案和模具結(jié)構(gòu) , 以使沖壓件的生產(chǎn)在保證 達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣上所提出的各項(xiàng)技 術(shù)要求的基礎(chǔ)上 ,盡可能降低沖壓的工藝成本和保 證安全生 產(chǎn)。一般來講 ,設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及步驟包括 :1工藝設(shè)計(jì)(1零件及其沖壓工藝性分析根據(jù)沖壓件產(chǎn)品圖 ,分析沖壓件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精 度要求、原材料尺 寸規(guī)格和力學(xué)性能 ,并

2、結(jié)合可供選用的沖 壓設(shè)備規(guī)格以及模具制造條件、生產(chǎn)批量 等因素 ,分析零件 的沖壓工藝性。良好的沖壓工藝性應(yīng)保證材料消耗少、工序 數(shù)目 少、占用設(shè)備數(shù)量少、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而壽命高、產(chǎn)品質(zhì) 量穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單。 (2 確 定工藝方案 ,主要工藝參數(shù)計(jì)算 在沖壓工藝性分析的基礎(chǔ)上 ,找出工藝與模具設(shè)計(jì)的 特點(diǎn)與 難點(diǎn) ,根據(jù)實(shí)際情況提出各種可能的沖壓工藝方案 ,內(nèi)容包 括工序性質(zhì)、工序 數(shù)目、工序順序及組合方式等。有時(shí)同一種沖壓零件也可能存在多個(gè)可行的沖壓工藝方案 ,通常每種 方案各有優(yōu)缺點(diǎn) , 應(yīng) 從產(chǎn)品質(zhì)量、 生產(chǎn)效率、 設(shè)備占用情況、 模具制造的難易程度和壽命高低、生產(chǎn) 成本、操作方便與安 全程

3、度等方面進(jìn)行綜合分析、比較 ,確定出適合于現(xiàn)有生產(chǎn) 條 件的最佳方案。此外 ,了解零件的作用及使用要求對(duì)零件 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)是有 幫助的工藝參數(shù)指制定工藝方案所依據(jù)的數(shù)據(jù) ,如各種成形系數(shù) (拉深系數(shù)、脹形系數(shù)等、零件展開尺寸以及沖裁力、成 形力等。計(jì)算有兩種情況第一種是工藝參數(shù)可以計(jì)算得比較準(zhǔn)確 ,如零件排樣的材料 利用率、沖裁壓力 中心、工件面積等 ;第二種是工藝參數(shù)只能作近似計(jì)算 ,如一般彎曲或拉深成形 力、復(fù)雜零件坯料 展開尺寸等 ,確定這類工藝參數(shù)一般是根 據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式或圖表進(jìn)行粗略計(jì)算 ,有些需通 過試驗(yàn)調(diào)整 ;有 時(shí)甚至沒有經(jīng)驗(yàn)公式可以應(yīng)用 ,或者因計(jì)算太繁雜以致于無 法進(jìn)行

4、, 如復(fù)雜模具零件的剛性或強(qiáng)度校核、復(fù)雜沖壓零件 成形力計(jì)算等 ,這種情況下一般 只能憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估計(jì)。(3選擇沖壓設(shè)備根據(jù)要完成的沖壓工序性質(zhì)和各種沖壓設(shè)備的力能特點(diǎn) ,考 慮沖壓加工所需的 變形力、變形功及模具閉合高度和輪廓尺 寸的大小等主要因素 ,結(jié)合工廠現(xiàn)有設(shè)備 情況來合理選定設(shè)備類型和噸位。常用沖壓設(shè)備有曲柄壓力機(jī)、液壓機(jī)等 ,其 中曲柄壓力機(jī)應(yīng)用 最廣。沖裁類沖壓工序多在曲柄壓力機(jī)上 進(jìn)行 ,一般不用液壓機(jī) ;而成形類沖壓工序 可在曲柄壓力機(jī) 或液壓機(jī)上進(jìn)行。2模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)包括模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì) 算、模具圖繪制 等內(nèi)容。(1模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與設(shè)計(jì)根據(jù)擬定的

5、工藝方案 ,考慮沖壓件的形狀特點(diǎn)、零件尺寸大 小、精度要求、生 產(chǎn)批量、模具加工條件、操作方便與安全 的要求等選定與設(shè)計(jì)沖模結(jié)構(gòu)形式。 (2 模具結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算 確定模具結(jié)構(gòu)形式后 ,需計(jì)算或校核模具結(jié)構(gòu)上的有關(guān)參 數(shù) ,如模 具工作部分 (凸、凹模等 的幾何尺寸、模具零件的 強(qiáng)度與剛度、模具運(yùn)動(dòng)部件的 運(yùn)動(dòng)參數(shù)、模具與設(shè)備之間的 安裝尺寸 ,選用和核算彈性元件等。 (3繪制模具圖模具圖是沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)結(jié)果的最終體現(xiàn),一套完整的 模具圖應(yīng)該包括模具和使用模具的完備信息。模具圖的繪制 應(yīng)該符合國家制定的制圖標(biāo)準(zhǔn) ,同時(shí)考慮 模具行業(yè)的特殊要 求與習(xí)慣。模具圖由總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖組成。總裝

6、 配 圖主要反映整個(gè)模具各個(gè)零件之間的裝配關(guān)系,應(yīng)該對(duì)應(yīng) 繪制說明模具構(gòu)造的投影圖 ,主要是主視圖和俯視圖及必要的剖面、剖視圖 ,并注明主要結(jié)構(gòu)尺寸 ,如閉合高度、輪廓尺寸等。習(xí)慣上俯視圖由下模部分投影而得,同時(shí)在圖紙的 右上角繪出工件圖、 排樣圖, 右下方列出模具零件的明細(xì)表 , 寫明技術(shù)要求等。零件圖一般根據(jù)模 具總裝配圖測(cè)繪 ,也應(yīng) 該有足夠的投影各必要的剖面、剖視圖以將零件結(jié)構(gòu)表達(dá)清 楚。此外 ,要標(biāo)注零件加工所需的所有結(jié)構(gòu)尺寸、公差、表面粗糙度、熱處理及其他技術(shù)要求。對(duì)于一個(gè)完整的生產(chǎn)過程 ,沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)是密不可分的 ,二者相互聯(lián)系 ,相互影響 ,因此前述督可能需要交叉、反復(fù)進(jìn)

7、行。若方案有變化 ,則需重新進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。3編寫工藝文件及設(shè)計(jì)計(jì)算說明書為了規(guī)范生產(chǎn)，加強(qiáng)管理，每一種沖壓產(chǎn)品的 生產(chǎn)需寫相應(yīng)的工藝文件（如工序卡 片 。 對(duì)零件沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)應(yīng)編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 , 以 供日后查閱。設(shè)計(jì)計(jì)算說明書應(yīng)該包括沖壓件的工藝分析以 及模具 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。沖壓模具是沖壓加工的主要工藝裝備 ,沖壓制件就是靠上、 下模具的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 來完成的。加工時(shí)由于上、下模具之間不 斷地分合 ,如果操作工人的手指不斷進(jìn)入 或停留在模具閉合 區(qū), 便會(huì)對(duì)其人身安全帶來嚴(yán)重威脅。（一模具的主要零件、作用及安全要求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

8、關(guān)鍵零 件。凸凹模不但精密而且復(fù)雜 ,它應(yīng)滿 足如下要求:（1應(yīng)有足夠的強(qiáng)度 ,不能在沖壓 過程中斷裂或破壞;（2對(duì)其材料及熱處理應(yīng)有適當(dāng)要求 ,防止硬 度太高而脆裂2. 定位零件定位零件是確定坯件安裝位置的零件 ,有定 位銷 （板、擋料銷 （板、 導(dǎo)正銷、導(dǎo)料板、定距側(cè)刀、 側(cè)壓器等。 設(shè)計(jì)定位零件時(shí)應(yīng)考慮操作方便 , 不應(yīng)有 過定位 , 位置要便于觀察 ,最好采用前推定位、外廓定位和導(dǎo)正銷定 位等。3. 壓料、 卸料及出料零件壓料零件有壓邊圈、 壓料板等。 壓邊圈可對(duì)拉延坯 料加壓邊力 ,從而防止坯料在切向壓 力的作用下拱起而形成皺褶。壓料板的作用是 防止坯料移動(dòng) 和彈跳。頂出器、卸料板的

9、作用是便于出件和清理廢料。它 們由彈 簧、橡膠和設(shè)備上的氣墊推桿支撐 ,可上下運(yùn)動(dòng) ,頂 出件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)具有足夠的頂出力 運(yùn)動(dòng)要有限位。卸料板應(yīng) 盡量縮小閉合區(qū)域或在操作位置上銑出空手槽。暴露的 卸料 板的四周應(yīng)設(shè)有防護(hù)板 ,防止手指伸入或異物進(jìn)入 ,外露表 面棱角應(yīng)倒鈍。4. 導(dǎo)向零件導(dǎo)柱和導(dǎo)套是應(yīng)用最廣泛的一種導(dǎo)向零件。 其作用是保證凸凹模 在沖壓工作時(shí)有精確的配合間隙。因 此,導(dǎo)柱、導(dǎo)套的間隙應(yīng)小于沖裁間隙。導(dǎo)柱 設(shè)在下模座 , 要保證在沖程下死點(diǎn)時(shí) ,導(dǎo)柱的上端面在上模板頂面以上最 少 5至 10 毫米。導(dǎo)柱應(yīng)安排在遠(yuǎn)離模塊和壓料板的部位 , 使操作者的手臂不用越過導(dǎo)柱送取 料。5. 支

10、承及夾持零件它包括上下模板、模柄、凸凹模固定 板、墊板、限位器等。 上下模板是沖模的基礎(chǔ)零件，其他各 種零件都分別安裝固定在上面。模板的平面 尺寸，尤其是前 后方向應(yīng)與制件相適應(yīng)，過大或過小均不利于操作。 有些模具 （落料、沖孔類模具）為了出件方便，需在模 架下設(shè)墊板。這時(shí)墊板最好與模板 之間用螺釘連接在一起， 兩墊板的厚度應(yīng)絕對(duì)相等。墊板的間距以能出件為準(zhǔn)， 不要 太大，以免模板斷裂。 6.緊固零件它包括螺釘、螺母、彈簧、柱銷、墊圈 等， 一般都采用標(biāo)準(zhǔn)件。沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)件用量較多，設(shè)計(jì)選用 時(shí)應(yīng)保證緊固和 彈性頂出的需要，避免緊固件暴露在表面操 作位置上，防止碰傷人手和妨礙操 作。 （二）

11、模具設(shè)計(jì)的安全要點(diǎn) 在結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡量保證進(jìn)料、定料、出件、清理廢 料的方 便。對(duì)于小型零件的加工要嚴(yán)禁操作者的手指、手腕或身體 的其他部位伸 入模區(qū)作業(yè)；對(duì)于大型零件的加工，若操作者 必須手入模內(nèi)作業(yè)時(shí)，要盡可能減 少入模的范圍，盡可能縮 短身體某部位在模內(nèi)停留的時(shí)間，并應(yīng)明確模具危險(xiǎn)區(qū) 范 圍，配備必要的防護(hù)措施和裝置。 模具上的各種零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度及剛度， 防止使用過 程中損壞和變形，緊固零件要有防松動(dòng)措施，避免意外傷害 操作者。不允許在加工過程中發(fā)生廢料或工件飛彈現(xiàn)象，影響操 作者的注意力，甚至 擊傷操作者。另外要避免沖裁件毛刺割 傷人手。不允許操作者在進(jìn)行沖壓操作時(shí) 有過大的動(dòng)作幅 度，避免出現(xiàn)使身體失去穩(wěn)定的姿勢(shì)；不允許在作業(yè)時(shí)有過 多和 過難的動(dòng)作