第二章第6節(jié) 沖壓模具設計——復合模和連續(xù)模

1、第二章第第二章第5節(jié)節(jié) 沖壓模具設計沖壓模具設計 復合模具和連續(xù)模具復合模具和連續(xù)模具本節(jié)主要內容：本節(jié)主要內容：一一.復合模復合模復合模工藝特點復合模具設計實例講解二二.連續(xù)模具連續(xù)模具連續(xù)模工藝特點連續(xù)模具設計實例講解課程要點回顧1.沖裁模的結構形式按工序組合方式可分為 、 和 。2. 是在壓力機的一次工作行程中，在模具同一部位同時完成數(shù)道分離工序的模具。3. 是指壓力機在一次行程中，依次在模具幾個不同的位置上同時完成多道工序的沖模。課程要點回顧1.沖裁模的結構形式按工序組合方式可分為 單工序模 、 復合模 和 連續(xù)模 。2. 復合模 是在壓力機的一次工作行程中，在模具同一部位同時完成數(shù)道

2、分離工序的模具。3. 連續(xù)模 是指壓力機在一次行程中，依次在模具幾個不同的位置上同時完成多道工序的沖模。 復合模的結構復合模的結構特點及分類特點及分類 復合模設計復合模設計案例分析案例分析一.復合模1.復合模的基本結構復合模的基本結構復合模：在壓力機的一個工作行程內，在模模具的同一個部位同時具的同一個部位同時完成數(shù)道完成數(shù)道沖壓工序的模具。正裝式（順裝式）復合模：落料凹模裝在下模座倒裝式復合模：落料凹模裝在上模座分類復合模結構主要特點-凸凹模：既是落料凸模又是沖孔凹模舉例：2.復合模復合模分類分類復合模的命名正裝復合模基本結構倒裝復合?；窘Y構正裝復合模：凸凹模在上模倒裝復合模：凸凹模在下模正

3、、倒裝的命名：凸凹模復合模結構的完善卸料機構推件機構頂件機構正裝復合模正裝復合模倒裝復合模倒裝復合模復合模結構的完善卸料機構推件機構倒裝復合模倒裝復合模復合模的特點： 優(yōu)結構緊湊，生產(chǎn)率高，制件精度高，特別是制件孔對外形的位置度容易保證。 缺模具結構復雜，對模具零件精度的要求較高，對模具的裝配精度要求也較高。適用場合： 生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。3.復合模復合模特點特點正裝復合模特點：正裝復合模適用場合：凸凹模在上，落料凹模在下；沖件和廢料均從下模的上表面取出，需二次清理， 既不安全也不方便；板料是在壓緊的狀態(tài)下分離，沖出的沖件平直度較高。適于沖裁工件平直度要求較高或沖裁時易彎曲的大而薄

4、的工件。 倒裝復合模特點：倒裝復合模適用場合：凸凹模在下，落料凹模在上；沖件從上模推下，沖孔廢料直接從壓力機臺面漏下， 卸料可靠，操作方便。采用剛性推件的倒裝式復合模，板料不是在壓緊的狀 態(tài)下沖裁，因而平直度不高。適于沖裁較硬的或厚度大于0.3mm的板料。 4.正裝和倒裝復合模的比較正裝和倒裝復合模的比較：結構的比較：凸凹模位置不同，廢料和沖 件取出方式不同。生產(chǎn)率的比較：倒裝模比正裝模生產(chǎn)率高；安全性的比較：倒裝模比正裝模安全可靠。 在倒裝復合模中，如果在上模內采用彈性裝置，也可保證沖件有較高的平直度。所以，倒裝模比正裝模應用更廣泛。5.復合模與其它模的比較：復合模與其它模的比較：比較項目比

5、較項目單工序模單工序模連續(xù)模連續(xù)模復合模復合模工件形位公差較低一般IT11級以下較高，IT9以下沖壓生產(chǎn)率低高較高自動化較易（多工位車床上自動化）容易（單件全自動化）難（單件半自動化）對材料的要求不嚴嚴格不嚴生產(chǎn)安全性較差較安全較差模具難易程度較易，價格低簡單件比復合模制造難度低復雜件比連續(xù)模制造難度低應用通用性好，適用中、小批量生產(chǎn)和大型件的大量生產(chǎn)較差，用于形狀簡單、尺寸不大精度要求不高型件的大批量生產(chǎn)較差，用于形狀簡單、尺寸不大精度要求較高型件的大批量生產(chǎn)6.沖孔落料復合模設計沖孔落料復合模設計案例案例 一、設計內容零件名稱：雙扇擋片 材 料： 20鋼材料厚度：1 mm毛刺要求：孔及輪廓

6、邊 緣無毛刺尺寸精度要求：IT12級二、生產(chǎn)類型中批量生產(chǎn)一、工藝方案分析一、工藝方案分析1.墊片沖壓工藝分析墊片沖壓工藝分析 2.產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質量分析產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質量分析 二、墊片沖壓工藝方案的確定二、墊片沖壓工藝方案的確定三、工藝計算三、工藝計算3.1排樣方案的確定排樣方案的確定 3.2搭邊值的確定搭邊值的確定3.3條料寬度的確定條料寬度的確定3.4材料利用率材料利用率 3.5計算沖壓力計算沖壓力3.6計算模具壓力中心計算模具壓力中心 四、模具結構的確定四、模具結構的確定4.1模具的形式模具的形式 4.2定位裝置定位裝置 4.3卸料裝置卸料裝置 4.4導向零件導

7、向零件 4.5模架模架 4.6計算模具刃口尺寸計算模具刃口尺寸4.7模具工作零件的設計計算模具工作零件的設計計算4.8其他零件的設計其他零件的設計一、工藝方案分析及確定一、工藝方案分析及確定 1.墊片沖壓工藝分析墊片沖壓工藝分析 由圖可知，產(chǎn)品為圓片落料、圓片沖孔。由圖可知，產(chǎn)品為圓片落料、圓片沖孔。產(chǎn)品形狀結構簡單對稱，無狹槽、尖角；產(chǎn)品形狀結構簡單對稱，無狹槽、尖角；孔與孔之間、孔與零件邊緣之間的最小距孔與孔之間、孔與零件邊緣之間的最小距離滿足離滿足c1.5t。 2.產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質量分析產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質量分析 （1）尺寸精度）尺寸精度 任務書對沖件的尺寸精度要求為

8、IT12級，查參考文獻知，普通沖裁時對于該沖件的精度要求為IT12IT11級，所以尺寸精度滿足要求。（2）沖裁件斷面質量）沖裁件斷面質量 因為一般用普通沖裁方式?jīng)_1mm 的金屬板料時，其斷面粗糙度Ra可達12.53.2，毛刺允許高度為0.050.1mm；本產(chǎn)品在斷面粗糙度上沒有太嚴格的要求，單要求孔及輪廓邊緣無毛刺，所以只要模具精度達到一定要求，在沖裁后加修整工序，沖裁件斷面的質量就可以保證。（3）產(chǎn)品材料分析）產(chǎn)品材料分析 對于沖壓件材料一般要求的力學性能是強度低，塑性高，表面質量和厚度公差符合國家標準。本設計的產(chǎn)品材料為20鋼，屬優(yōu)質碳素結構鋼，其力學性能是強度、硬度低而塑性較好，非常適合

9、沖裁加工。另外產(chǎn)品對于厚度與表面質量沒有嚴格要求，所以盡量采用國家標準的板材，其沖裁出的產(chǎn)品表面質量和厚度公差就可以保證 經(jīng)上述分析，產(chǎn)品的材料性能符合冷沖壓加工要求。經(jīng)上述分析，產(chǎn)品的材料性能符合冷沖壓加工要求。（4）生產(chǎn)批量）生產(chǎn)批量 產(chǎn)品批量為中等批量，適合采用沖壓加工的方法，最好采用復合?；蜻B續(xù)模。 二、墊片沖壓工藝方案的確定二、墊片沖壓工藝方案的確定 完成此工件需要沖孔、落料兩道工序。其加工方案分為3種，見表2.1。 序序號號工藝方案工藝方案結構特點結構特點1單工序模生產(chǎn)：單工序模生產(chǎn)：落料落料沖孔（沖孔（或沖孔或沖孔落料）落料） 模具結構簡單，但需要兩道工序、兩套模具結構簡單，但需

10、要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率低，難模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。且兩道工序以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。且兩道工序中的定位誤差，將導致中心孔的位置精度難中的定位誤差，將導致中心孔的位置精度難以保證。以保證。2復合模生產(chǎn)：復合模生產(chǎn)：落料落料-沖孔復合沖孔復合 同一副模具完成兩道不同的工序，大大同一副模具完成兩道不同的工序，大大減小了模具規(guī)模，降低了模具成本，提高生減小了模具規(guī)模，降低了模具成本，提高生產(chǎn)效率，也難以提高壓力機等設備的使用效產(chǎn)效率，也難以提高壓力機等設備的使用效率；操作簡單、方便，適合大批量生產(chǎn)；能率；操作簡單、方便，適合大批

11、量生產(chǎn)；能可靠保證中心孔的位置精度?？煽勘ＷC中心孔的位置精度。3連續(xù)模生產(chǎn)：連續(xù)模生產(chǎn)：沖孔沖孔-落料連續(xù)落料連續(xù) 同一副模具不同工位完成兩道不同的工同一副模具不同工位完成兩道不同的工序，生產(chǎn)效率高，模具規(guī)模相對第二種方案序，生產(chǎn)效率高，模具規(guī)模相對第二種方案要大一些，模具成本要高；兩道工位之間的要大一些，模具成本要高；兩道工位之間的定位要求非常高；否則無法保證中心空的位定位要求非常高；否則無法保證中心空的位置精度。置精度。表表2.1 工藝方案工藝方案根據(jù)本零件的設計要求以及各方案的特點，根據(jù)本零件的設計要求以及各方案的特點，決定采用第決定采用第2種方案比較合理。種方案比較合理。三、工藝計算三

12、、工藝計算 3.1排樣方案的確定排樣方案的確定 零件外形為圓形 ，可以采用單排、交叉雙排或多排；考慮到零件為中等批量生產(chǎn)，如果采用交叉雙排或多排，則模具尺寸和結構就會相應增大，從而增加模具生產(chǎn)成本，所以本設計決定采用單排結構。如圖所示。 3.2搭邊值的確定搭邊值的確定3.3條料寬度的確定條料寬度的確定3.4材料利用率材料利用率 3.5計算沖壓力計算沖壓力 3.6計算模具壓力中心計算模具壓力中心 由于該零件完全對稱于相互垂直的兩條多層由于該零件完全對稱于相互垂直的兩條多層次線，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中次線，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心。心。四、模具結構的確定四、模具結構的確定 4.

13、1模具的形式模具的形式 復合模又可分為正裝式和倒裝式。 經(jīng)分析，此工件無較高的平直度要求，工經(jīng)分析，此工件無較高的平直度要求，工件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制件精度要求也較低，所以從操作方便、模具制造簡單等方面考慮，決定采用倒裝式復合模。造簡單等方面考慮，決定采用倒裝式復合模。 4.2定位裝置定位裝置 采用伸縮式擋料銷定位，安裝在橡膠墊和活動卸料板之間。工作時可隨凹模下行而壓入孔內，工作很方便。4.3卸料裝置卸料裝置 （1）條料的卸除）條料的卸除 采用彈性卸料板。因為是倒裝式復合模，所以卸料板安裝在下模。（2）工件的卸除）工件的卸除 采用打料裝置將工件從落料凹模中推下，落在模具工作表

14、面上。（3）沖孔廢料的卸除）沖孔廢料的卸除下模座上采用漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凸凹模內積聚到一定數(shù)量，便從下模座的漏料孔中排出。 4.4導向零件導向零件 導向零件有許多種，如用導板導向，則在模具上安裝不便而且阻擋操作者視線，所以不采用；若用滾珠式導柱導套進行導向，雖然導向精度高、壽命長，但結構比較復雜，所以也不采用；針對本次加工的產(chǎn)品的精度要求不高，采用滑動式導柱導套極限導向即可。而且模具在壓力機上的安裝比較簡單，操作又方便，還可降低成本。 4.5模架模架 若采用中間導柱模架，則導柱對稱分布，受力平衡，滑動平穩(wěn)，拔模方便，但只能一個方向送料。若采用對焦導柱模架，則受力平衡，滑動平穩(wěn)，可縱向

15、或橫向送料。若采用后側導柱模架，則可三方向送料，操作者視線不被阻擋，結構比較緊湊，但模具受力不平衡，滑動不平穩(wěn)。 本設計決定采用中間導柱模架。4.6計算模具刃口尺寸計算模具刃口尺寸4.7模具工作零件的設計計算模具工作零件的設計計算(1)落料凹模落料凹模（3）凸凹模長度確定，壁厚校核）凸凹模長度確定，壁厚校核4.8其他零件的設計其他零件的設計 五、繪制裝配圖 連續(xù)連續(xù)模的結構模的結構特點及分類特點及分類 連續(xù)連續(xù)模設計模設計案例分析案例分析二.連續(xù)模前言前言連續(xù)沖模具在歐、美、日等先進國家已有百年歷史，而臺灣的沖壓界引進此項設計技術則是近30余年的事，近年來在電子科技工業(yè)不斷的成長及發(fā)展之下，精

16、密化、自動化、大量化、省力化等則是沖壓業(yè)成長的重要指標，因此連續(xù)沖壓模具設計技術是沖壓界提升產(chǎn)能、效率、降低成本的有效途徑。11.何謂沖壓模具，其優(yōu)點如何何謂沖壓模具，其優(yōu)點如何何謂連續(xù)沖模具：何謂連續(xù)沖模具：連續(xù)沖壓模具是指數(shù)個工程都結合在同一模具內，將材料穿入模內透過每一送距的沖壓，能夠完整的將五金制品沖壓成型。在各型的沖壓模具中，連續(xù)沖壓模具因具有著高生產(chǎn)效率的產(chǎn)能，故最適合于大量生產(chǎn)之用，且連續(xù)沖壓模具應用范圍極廣，適用于各種五金零件制品。 連續(xù)沖壓模具之主要優(yōu)點：連續(xù)沖壓模具之主要優(yōu)點：1、適合以卷料生產(chǎn)，材料使用率低，節(jié)省不斷上料的缺點。2、工程及結構設計較具彈性。3、一沖次可生產(chǎn)

17、多PCS，生產(chǎn)速度快效率高。4、同一套模具可同時生產(chǎn)多種產(chǎn)品。5、可裝設自動化生產(chǎn)，以節(jié)省大量人力資源。2 連續(xù)模設計與普通沖模有很大的不同，要求也要高的多。 工藝設計時必須得到試制或小批量生產(chǎn)的技術數(shù)據(jù)或工序樣件，必要時還可以使用簡易模具或手工進行工藝驗證，以獲得較為準確的零件展開形狀及尺寸、工序性質、工序數(shù)量、工序順序以及工序件(半成品)尺寸等。而這些都是多工位沖壓條料排樣設計的重要依據(jù)，而連續(xù)模排樣設計是連續(xù)模結構設計的關鍵。排樣之后便可進行凸模、凹模、凸模固定板、墊板、卸料裝置，導料、定距等零部件的結構設計。最后繪制模具總裝配圖和零件圖，并提出使用維護的說明。2.連續(xù)模的排樣設計連續(xù)模

18、的排樣設計2.1 連續(xù)模設計步驟連續(xù)模設計步驟(1)坯料排樣(詳見第二章相關內容)；(2)沖切刃口確定；(3)工序排樣。 2. .2 連續(xù)模排樣設計內容連續(xù)模排樣設計內容 排樣示意圖排樣示意圖1.1.沖切刃口設計原則沖切刃口設計原則2 2.坯料切廢后相關部位連接方式坯料切廢后相關部位連接方式(1)塔接 (2)平接 (3)切接 2.3 沖切刃口設計沖切刃口設計(1)(1)塔接塔接(2)(2)平接平接 (3)(3)切接切接 1.工序排樣的內容和類型(1)工序排樣的內容在沖切刃口設計的基礎上，將各工序內容進行優(yōu)化組合形成一系列工序組，對工序排序，確定工位數(shù)和每一工位的加工工序。確定載體形式與坯料定位

19、方式。設計導正孔直徑，確定導正銷數(shù)量。繪制工序排樣圖(圖7-21)。2.4 工序排樣工序排樣(2)工序排樣類型 落料型工序排樣; 切邊型工序排樣; 混合型工序排樣 (2)(2)工序排樣類型工序排樣類型 混合型工序排樣(2)(2)工序排樣類型工序排樣類型 單側載體單側載體具體尺寸見圖7-13單側、雙側載體尺寸單側、雙側載體尺寸 導正原理1-導料板;2-頂料銷;3-側刃擋塊;4-導正銷 2.5 導正導正1.1.級進沖裁工序排樣級進沖裁工序排樣 2.2.級進彎曲工序排樣級進彎曲工序排樣 3.3.級進拉深工序排樣級進拉深工序排樣4.4.含有局部成形時連續(xù)模的工序排樣含有局部成形時連續(xù)模的工序排樣 2.

20、 .6 工序排樣原則與要點工序排樣原則與要點 2.7排樣圖設計的原則及考慮的因素一、設計原則1、盡量能提高材料利用率2、合理確定工位數(shù)3、合理安排工序順序4、保證條料送進進距的精度5、保證沖件形狀和尺寸的準確性6、提高凹模強度及便于模具制造二、應考慮的因素1、沖件的生產(chǎn)批量2、沖壓力的平衡3、沖件的毛刺方向4、成形工序件方向的設置2.8 載體設計載體：多工位沖壓時條料上連接工序件，并使工序件在模具上穩(wěn)定送進的部分材料。載體與工序件之間的連接段稱為搭接頭。 載體的形式：單側載體、雙側載體、中間載體、無載體和邊料載體。單側載體雙側載體中間載體無載體邊料載體工序排樣過程工序排樣過程 帶局部成形時的工

21、序排樣帶局部成形時的工序排樣 連續(xù)模結構設計對模具的工作性能、制造工藝性、成本、生產(chǎn)周期以及模具壽命等起決定性作用。 2.9.12.9.1 總體設計總體設計 (1)模具基本結構設計：連續(xù)?；究蚣苤饕烧寡b關系、導向方式、卸料方式等三個要素組成。(2)模具基本尺寸：主要有模具的平面輪廓尺寸、閉合高度、凸模的基準高度和各模板的厚度。2.9連續(xù)模結構設計連續(xù)模結構設計 細小凸模應實施保護、易拆裝異形凸模一般采用直通結構，用螺釘?shù)跹b固定常見的小凸模及其裝配形式帶頂出銷的凸模結構成型磨削凸模的6種形式凸模常用的固定方法刃磨后不改變閉合高度的結構2.9.2 凸模設計凸模設計 常見的小凸模及其裝配形式常

22、見的小凸模及其裝配形式成型磨削凸模結構形式成型磨削凸模結構形式1.1.凹模板外形尺寸凹模板外形尺寸(1)凹模厚度(2)凹模長度 2. .鑲拼式凹模結構鑲拼式凹模結構 (1)鑲入式凹模結構 (2)拼塊式凹模結構 3. .倒沖結構倒沖結構 2.9.3 凹模設計凹模設計(1 1)凹模厚度凹模厚度凹模刃口到外邊緣距離凹模刃口到外邊緣距離鑲拼式凹模結構鑲拼式凹模結構鑲入式凹模結構鑲入式凹模結構 單邊臥輥推式輥軸自動送料裝置示意圖 1-廢料卷筒;2-帶;3-偏心盤;4-拉桿;5-上輥軸;6-下輥軸;7-棘輪2.9.42.9.4自動送料裝置自動送料裝置 例例 如圖7-51所示支架零件，材料10鋼，厚度t=0.8 mm，未注圓角半徑0.2 mm，大批量生產(chǎn)。試進行模具設計。 3.連續(xù)模設計實例連續(xù)模設計實例1 1.基本沖壓工序基本沖壓工序落料、沖孔、兩側彎曲三種基本沖壓工序 。2 2.坯料展開圖坯料展開圖 3 3.零件工藝性分析零件工藝性分析(1)尺寸精度；(2)材料；(3)沖裁工藝性；(4)彎曲工藝 4 4.沖壓工藝方案擬訂沖壓工藝方案擬訂(1)單工序沖壓，即落料沖孔首次彎曲二次彎曲。(2)采用連