第二章第6節(jié)沖壓模具設(shè)計(jì)-復(fù)合模和連續(xù)模講述案例

其次章第5節(jié)沖壓模具設(shè)計(jì)——復(fù)合模具和連續(xù)模具本節(jié)主要內(nèi)容：一.復(fù)合模復(fù)合模工藝特點(diǎn)復(fù)合模具設(shè)計(jì)實(shí)例講解二.連續(xù)模具連續(xù)模工藝特點(diǎn)連續(xù)模具設(shè)計(jì)實(shí)例講解課程要點(diǎn)回顧1.沖裁模的結(jié)構(gòu)形式按工序組合方式可分為、和。2.是在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具同一部位同時(shí)完成數(shù)道分別工序的模具。3.是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道工序的沖模。課程要點(diǎn)回顧1.沖裁模的結(jié)構(gòu)形式按工序組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和連續(xù)模。2.復(fù)合模是在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具同一部位同時(shí)完成數(shù)道分別工序的模具。3.連續(xù)模是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道工序的沖模。復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類復(fù)合模設(shè)計(jì)案例分析一.復(fù)合模1.復(fù)合模的基本結(jié)構(gòu)復(fù)合模：在壓力機(jī)的一個(gè)工作行程內(nèi)，在模具的同一個(gè)部位同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具。正裝式（順裝式）復(fù)合模：落料凹模裝在下模座倒裝式復(fù)合模：落料凹模裝在上模座分類復(fù)合模結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)----凸凹模：既是落料凸模又是沖孔凹模舉例：2.復(fù)合模分類復(fù)合模的命名正裝復(fù)合?；窘Y(jié)構(gòu)倒裝復(fù)合?；窘Y(jié)構(gòu)正裝復(fù)合模：凸凹模在上模倒裝復(fù)合模：凸凹模在下模正、倒裝的命名：凸凹模復(fù)合模結(jié)構(gòu)的完善卸料機(jī)構(gòu)推件機(jī)構(gòu)頂件機(jī)構(gòu)正裝復(fù)合模倒裝復(fù)合模復(fù)合模結(jié)構(gòu)的完善卸料機(jī)構(gòu)推件機(jī)構(gòu)倒裝復(fù)合模復(fù)合模的特點(diǎn)：[優(yōu)]結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)率高，制件精度高，特殊是制件孔對(duì)外形的位置度簡(jiǎn)潔保證。[缺]模具結(jié)構(gòu)困難，對(duì)模具零件精度的要求較高，對(duì)模具的裝配精度要求也較高。適用場(chǎng)合：生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。3.復(fù)合模特點(diǎn)正裝復(fù)合模特點(diǎn)：正裝復(fù)合模適用場(chǎng)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，既擔(dān)憂全也不便利；板料是在壓緊的狀態(tài)下分別，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(shí)易彎曲的大而薄的工件。

倒裝復(fù)合模特點(diǎn)：倒裝復(fù)合模適用場(chǎng)合：凸凹模在下，落料凹模在上；沖件從上模推下，沖孔廢料干脆從壓力機(jī)臺(tái)面漏下，卸料牢靠，操作便利。接受剛性推件的倒裝式復(fù)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(fù)合模的比較：結(jié)構(gòu)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；平安性的比較：倒裝模比正裝模平安牢靠。在倒裝復(fù)合模中，假如在上模內(nèi)接受彈性裝置，也可保證沖件有較高的平直度。所以，倒裝模比正裝模應(yīng)用更廣泛。5.復(fù)合模與其它模的比較：比較項(xiàng)目單工序模連續(xù)模復(fù)合模工件形位公差較低一般IT11級(jí)以下較高，IT9以下沖壓生產(chǎn)率低高較高自動(dòng)化較易（多工位車床上自動(dòng)化）容易（單件全自動(dòng)化）難（單件半自動(dòng)化）對(duì)材料的要求不嚴(yán)嚴(yán)格不嚴(yán)生產(chǎn)安全性較差較安全較差模具難易程度較易，價(jià)格低簡(jiǎn)單件比復(fù)合模制造難度低復(fù)雜件比連續(xù)模制造難度低應(yīng)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(jiǎn)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(jiǎn)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(fù)合模設(shè)計(jì)案例

一、設(shè)計(jì)內(nèi)容零件名稱：雙扇擋片

材料：20鋼材料厚度：1mm毛刺要求：孔及輪廓邊緣無(wú)毛刺尺寸精度要求：IT12級(jí)二、生產(chǎn)類型中批量生產(chǎn)一、工藝方案分析1.墊片沖壓工藝分析

2.產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析

二、墊片沖壓工藝方案的確定三、工藝計(jì)算3.1排樣方案的確定

3.2搭邊值的確定3.3條料寬度的確定3.4材料利用率

3.5計(jì)算沖壓力3.6計(jì)算模具壓力中心

四、模具結(jié)構(gòu)的確定4.1模具的形式

4.2定位裝置

4.3卸料裝置

4.4導(dǎo)向零件

4.5模架

4.6計(jì)算模具刃口尺寸4.7模具工作零件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.8其他零件的設(shè)計(jì)一、工藝方案分析及確定

1.墊片沖壓工藝分析由圖可知，產(chǎn)品為圓片落料、圓片沖孔。產(chǎn)品形態(tài)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔對(duì)稱，無(wú)狹槽、尖角；孔與孔之間、孔與零件邊緣之間的最小距離滿足c>1.5t。2.產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析（1）尺寸精度任務(wù)書(shū)對(duì)沖件的尺寸精度要求為IT12級(jí)，查參考文獻(xiàn)知，一般沖裁時(shí)對(duì)于該沖件的精度要求為IT12～I(xiàn)T11級(jí)，所以尺寸精度滿足要求。（2）沖裁件斷面質(zhì)量因?yàn)橐话阌靡话銢_裁方式?jīng)_1mm的金屬板料時(shí)，其斷面粗糙度Ra可達(dá)12.5～3.2，毛刺允許高度為0.05～0.1mm；本產(chǎn)品在斷面粗糙度上沒(méi)有太嚴(yán)格的要求，單要求孔及輪廓邊緣無(wú)毛刺，所以只要模具精度達(dá)到確定要求，在沖裁后加修整工序，沖裁件斷面的質(zhì)量就可以保證。（3）產(chǎn)品材料分析對(duì)于沖壓件材料一般要求的力學(xué)性能是強(qiáng)度低，塑性高，表面質(zhì)量和厚度公差符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品材料為20鋼，屬優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其力學(xué)性能是強(qiáng)度、硬度低而塑性較好，特別適合沖裁加工。另外產(chǎn)品對(duì)于厚度與表面質(zhì)量沒(méi)有嚴(yán)格要求，所以盡量接受國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的板材，其沖裁出的產(chǎn)品表面質(zhì)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。（4）生產(chǎn)批量產(chǎn)品批量為中等批量，適合接受沖壓加工的方法，最好接受復(fù)合?；蜻B續(xù)模。二、墊片沖壓工藝方案的確定

完成此工件須要沖孔、落料兩道工序。其加工方案分為3種，見(jiàn)表2.1。序號(hào)工藝方案結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1單工序模生產(chǎn)：落料→沖孔（或沖孔→落料）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序、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(dǎo)致中心孔的位置精度難以保證。2復(fù)合模生產(chǎn)：落料-沖孔復(fù)合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，提高生產(chǎn)效率，也難以提高壓力機(jī)等設(shè)備的使用效率；操作簡(jiǎn)單、方便，適合大批量生產(chǎn)；能可靠保證中心孔的位置精度。3連續(xù)模生產(chǎn)：沖孔-落料連續(xù)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(duì)第二種方案要大一些，模具成本要高；兩道工位之間的定位要求非常高；否則無(wú)法保證中心空的位置精度。表2.1工藝方案依據(jù)本零件的設(shè)計(jì)要求以及各方案的特點(diǎn)，確定接受第2種方案比較合理。三、工藝計(jì)算

3.1排樣方案的確定零件外形為圓形，可以接受單排、交叉雙排或多排；考慮到零件為中等批量生產(chǎn)，假如接受交叉雙排或多排，則模具尺寸和結(jié)構(gòu)就會(huì)相應(yīng)增大，從而增加模具生產(chǎn)成本，所以本設(shè)計(jì)確定接受單排結(jié)構(gòu)。如圖所示。3.2搭邊值的確定3.3條料寬度的確定3.4材料利用率

3.5計(jì)算沖壓力

3.6計(jì)算模具壓力中心

由于該零件完全對(duì)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心。四、模具結(jié)構(gòu)的確定

4.1模具的形式

復(fù)合模又可分為正裝式和倒裝式。經(jīng)分析，此工件無(wú)較高的平直度要求，工件精度要求也較低，所以從操作便利、模具制造簡(jiǎn)潔等方面考慮，確定接受倒裝式復(fù)合模。4.2定位裝置

接受伸縮式擋料銷定位，安裝在橡膠墊和活動(dòng)卸料板之間。工作時(shí)可隨凹模下行而壓入孔內(nèi)，工作很便利。4.3卸料裝置

（1）條料的卸除接受彈性卸料板。因?yàn)槭堑寡b式復(fù)合模，所以卸料板安裝在下模。（2）工件的卸除接受打料裝置將工件從落料凹模中推下，落在模具工作表面上。（3）沖孔廢料的卸除下模座上接受漏料孔排出。沖孔廢料在下模的凸凹模內(nèi)積聚到確定數(shù)量，便從下模座的漏料孔中排出。4.4導(dǎo)向零件

導(dǎo)向零件有很多種，如用導(dǎo)板導(dǎo)向，則在模具上安裝不便而且阻擋操作者視線，所以不接受；若用滾珠式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，雖然導(dǎo)向精度高、壽命長(zhǎng)，但結(jié)構(gòu)比較困難，所以也不接受；針對(duì)本次加工的產(chǎn)品的精度要求不高，接受滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套極限導(dǎo)向即可。而且模具在壓力機(jī)上的安裝比較簡(jiǎn)潔，操作又便利，還可降低成本。4.5模架

若接受中間導(dǎo)柱模架，則導(dǎo)柱對(duì)稱分布，受力平衡，滑動(dòng)平穩(wěn)，拔模便利，但只能一個(gè)方向送料。若接受對(duì)焦導(dǎo)柱模架，則受力平衡，滑動(dòng)平穩(wěn)，可縱向或橫向送料。若接受后側(cè)導(dǎo)柱模架，則可三方向送料，操作者視線不被阻擋，結(jié)構(gòu)比較緊湊，但模具受力不平衡，滑動(dòng)不平穩(wěn)。

本設(shè)計(jì)確定接受中間導(dǎo)柱模架。4.6計(jì)算模具刃口尺寸4.7模具工作零件的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)落料凹模（3）凸凹模長(zhǎng)度確定，壁厚校核4.8其他零件的設(shè)計(jì)

五、繪制裝配圖連續(xù)模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分類連續(xù)模設(shè)計(jì)案例分析二.連續(xù)模前言連續(xù)沖模具在歐、美、日等先進(jìn)國(guó)家已有百年歷史，而臺(tái)灣的沖壓界引進(jìn)此項(xiàng)設(shè)計(jì)技術(shù)則是近30余年的事，近年來(lái)在電子科技工業(yè)不斷的成長(zhǎng)及發(fā)展之下，精密化、自動(dòng)化、大量化、省力化等則是沖壓業(yè)成長(zhǎng)的重要指標(biāo)，因此連續(xù)沖壓模具設(shè)計(jì)技術(shù)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(diǎn)如何何謂連續(xù)沖模具：連續(xù)沖壓模具是指數(shù)個(gè)工程都結(jié)合在同一模具內(nèi)，將材料穿入模內(nèi)透過(guò)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(yīng)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(diǎn)：1、適合以卷料生產(chǎn)，材料運(yùn)用率低，節(jié)約不斷上料的缺點(diǎn)。2、工程及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較具彈性。3、一沖次可生產(chǎn)多PCS，生產(chǎn)速度快效率高。4、同一套模具可同時(shí)生產(chǎn)多種產(chǎn)品。5、可裝設(shè)自動(dòng)化生產(chǎn)，以節(jié)約大量人力資源。2連續(xù)模設(shè)計(jì)與一般沖模有很大的不同，要求也要高的多。工藝設(shè)計(jì)時(shí)必需得到試制或小批量生產(chǎn)的技術(shù)數(shù)據(jù)或工序樣件，必要時(shí)還可以運(yùn)用簡(jiǎn)易模具或手工進(jìn)行工藝驗(yàn)證，以獲得較為精確的零件綻開(kāi)形態(tài)及尺寸、工序性質(zhì)、工序數(shù)量、工序依次以及工序件(半成品)尺寸等。而這些都是多工位沖壓條料排樣設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，而連續(xù)模排樣設(shè)計(jì)是連續(xù)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。排樣之后便可進(jìn)行凸模、凹模、凸模固定板、墊板、卸料裝置，導(dǎo)料、定距等零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最終繪制模具總裝配圖和零件圖，并提出訪用維護(hù)的說(shuō)明。2.連續(xù)模的排樣設(shè)計(jì)

2.1連續(xù)模設(shè)計(jì)步驟(1)坯料排樣(詳見(jiàn)其次章相關(guān)內(nèi)容)；(2)沖切刃口確定；(3)工序排樣。2.2連續(xù)模排樣設(shè)計(jì)內(nèi)容

排樣示意圖1.沖切刃口設(shè)計(jì)原則2.坯料切廢后相關(guān)部位連接方式(1)塔接(2)平接(3)切接2.3沖切刃口設(shè)計(jì)(1)塔接(2)平接

(3)切接

1.工序排樣的內(nèi)容和類型(1)工序排樣的內(nèi)容①在沖切刃口設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，將各工序內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化組合形成一系列工序組，對(duì)工序排序，確定工位數(shù)和每一工位的加工工序。②確定載體形式與坯料定位方式。③設(shè)計(jì)導(dǎo)正孔直徑，確定導(dǎo)正銷數(shù)量。④繪制工序排樣圖(圖7-21)。2.4工序排樣(2)工序排樣類型①落料型工序排樣;②切邊型工序排樣;③混合型工序排樣(2)工序排樣類型

混合型工序排樣(2)工序排樣類型

單側(cè)載體具體尺寸見(jiàn)圖7-13單側(cè)、雙側(cè)載體尺寸

導(dǎo)正原理1-導(dǎo)料板;2-頂料銷;3-側(cè)刃擋塊;4-導(dǎo)正銷2.5導(dǎo)正1.級(jí)進(jìn)沖裁工序排樣2.級(jí)進(jìn)彎曲工序排樣3.級(jí)進(jìn)拉深工序排樣4.含有局部成形時(shí)連續(xù)模的工序排樣

2.6工序排樣原則與要點(diǎn)

2.7排樣圖設(shè)計(jì)的原則及考慮的因素一、設(shè)計(jì)原則1、盡量能提高材料利用率2、合理確定工位數(shù)3、合理支配工序依次4、保證條料送進(jìn)進(jìn)距的精度5、保證沖件形態(tài)和尺寸的精確性6、提高凹模強(qiáng)度及便于模具制造二、應(yīng)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(shè)置2.8載體設(shè)計(jì)載體：多工位沖壓時(shí)條料上連接工序件，并使工序件在模具上穩(wěn)定送進(jìn)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：?jiǎn)蝹?cè)載體、雙側(cè)載體、中間載體、無(wú)載體和邊料載體。單側(cè)載體雙側(cè)載體中間載體無(wú)載體邊料載體工序排樣過(guò)程

帶局部成形時(shí)的工序排樣連續(xù)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)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確定性作用。2.9.1總體設(shè)計(jì)(1)模具基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：連續(xù)?；究蚣苤饕烧寡b關(guān)系、導(dǎo)向方式、卸料方式等三個(gè)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(zhǔn)高度和各模板的厚度。2.9連續(xù)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

細(xì)小凸模應(yīng)實(shí)施愛(ài)護(hù)、易拆裝異形凸模一般接受直通結(jié)構(gòu)，用螺釘?shù)跹b固定常見(jiàn)的小凸模及其裝配形式帶頂出銷的凸模結(jié)構(gòu)成型磨削凸模的6種形式凸模常用的固定方法刃磨后不變更閉合高度的結(jié)構(gòu)2.9.2凸模設(shè)計(jì)

常見(jiàn)的小凸模及其裝配形式成型磨削凸模結(jié)構(gòu)形式1.凹模板外形尺寸(1)凹模厚度(2)凹模長(zhǎng)度2.鑲拼式凹模結(jié)構(gòu)

(1)鑲?cè)胧桨寄＝Y(jié)構(gòu)

(2)拼塊式凹模結(jié)構(gòu)

3.倒沖結(jié)構(gòu)

2.9.3凹模設(shè)計(jì)(1)凹模厚度凹模刃口到外邊緣距離鑲拼式凹模結(jié)構(gòu)鑲?cè)胧桨寄＝Y(jié)構(gòu)

單邊臥輥推式輥軸自動(dòng)送料裝置示意圖

1-廢料卷筒;2-帶;3-偏心盤(pán);4-拉桿;5-上輥軸;6-下輥軸;7-棘輪2.9.4自動(dòng)送料裝置[例]

如圖7-51所示支架零件，材料10鋼，厚度t=0.8mm，未注圓角半徑0.2mm，大批量生產(chǎn)。試進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。

3.連續(xù)模設(shè)計(jì)實(shí)例1.基本沖壓工序落料、沖孔、兩側(cè)彎曲三種基本沖壓工序。2.坯料綻開(kāi)圖3.零件工藝性分析(1)尺寸精度；(2)材料；(3)沖裁工藝性；(4)彎曲工藝4.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)接受連續(xù)模連續(xù)沖壓。坯料綻開(kāi)圖5.排樣(1)沖切刃口設(shè)計(jì)6.工序排樣(2)彎曲工位工作原理(3)載體

(4)定位及導(dǎo)正(5)工序排樣圖(6)條料尺寸(7)步距精度(8)鋼板剪料方式2.10剪切間隙的設(shè)定9各種材料間隙的設(shè)定:1、黃銅(C2680)的剪切間隙為4％(材厚×0.04＝單邊間隙尺寸)。2、磷銅(C5191/C5210)的剪切間隙為5％(材厚×0.05＝單邊間隙尺寸)。3、洋白板(C7701/C7521)的剪切間隙為5％(材厚×0.05＝單邊間隙尺寸)。4、(SPCC/SPCE)的剪切間隙為4％(材厚×0.04＝單邊間隙尺寸