第八章 沖壓模具設計與制造.ppt

1、內容簡介：,在掌握模具零件加工方法的基礎之上，本章介紹模具工作零件（刃口類、型面類）、板類零件、軸類零件、套類零件的技術要求與加工特點、常見加工方法與工藝路線、工藝規(guī)程編制、典型模具裝配和調試過程。,學習目的與要求：,1認識常見模具零件的技術要求； 2掌握模具工作零件（刃口類、型面類）、板類零件、軸類零件、套類零件的常見加工方法與工藝路線； 3掌握模具零件加工工藝規(guī)程的編制； 4掌握典型模具裝配和調試方法。,第一節(jié) 概述,一、沖模及零件技術要求,冷沖模,不同的零件在模具中的功能和作用不同，,是由工藝零件和結構零件組成的能實現(xiàn)指定功能的有機裝配體，,其材料和熱處理、精度、裝配等技術要求必然不同。

2、,顯然，零件形狀結構和技術要求不同，其制造過程必然不同。,常用沖壓模具零件的公差配合要求和表面粗糙度要求查附錄D。,JB/T146621993（沖模技術條件）,JB/T80501999（模架零件技術條件）,第一節(jié) 概述,二、沖模零件制造特點,可將各種模具零件大致分為,按照模具零件結構和加工工藝過程的相似性，,工作型面零件、,板類零件、,軸類零件、,套類零件等。,在制定模具零件加工工藝方案時，,必須根據(jù)具體加工對象，,以保證,結合企業(yè)實際生產條件進行制定，,技術上先進和經濟上合理。,第二節(jié) 沖裁模零件制造與裝配,沖裁屬于分離工序，沖裁模凸、凹模帶有鋒利刃口，凸、凹模之間的間隙較小，一般尺寸精度在

3、IT6IT9，工作表面粗糙度在Ra=1.60.4m，熱處理后的硬度為5862HRC。,一、沖裁模凸、凹模技術要求及加工特點,凸模的加工主要是外形加工，凹模的加工主要是孔（系）加工。,凹模型孔加工和直通式凸模加工常用線切割方法。,第二節(jié) 沖裁模零件制造與裝配,1加工方案,二、凸、凹模加工,分開加工、配合加工,2加工方法,第二節(jié) 沖裁模零件制造與裝配,3典型工藝路線,二、凸、凹模加工（續(xù)）,（1）,下料,鍛造,退火,毛坯外形加工,（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）,劃線,刃口輪廓粗加工,刃口輪廓精加工,螺孔、銷孔加工,淬火與回火,研磨或拋光,此工藝路線鉗工工作量大，技術要求高。,適用于形狀簡單、

4、熱處理變形小的零件。,第二節(jié) 沖裁模零件制造與裝配,3典型工藝路線（續(xù)）,二、凸、凹模加工（續(xù)）,（2）,下料,鍛造,退火,毛坯外形加工,（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）,劃線,刃口輪廓粗加工,螺孔、銷孔加工,淬火與回火,采用成形磨削進行刃口輪廓精加工,此工藝路線能消除熱處理變形對模具精度的影響，使凸、凹模的加工精度容易保證 ，,適用于熱處理變形大的零件。,研磨或拋光,第二節(jié) 沖裁模零件制造與裝配,3典型工藝路線（續(xù)）,二、凸、凹模加工（續(xù)）,（3）,下料,鍛造,退火,毛坯外形加工,（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）,螺孔、銷孔、穿絲孔加工,淬火與回火,磨削加工上下面及基準面,線切割加工

5、,鉗工修整,此工藝路線主要用于以線切割加工為主要工藝的凸、凹模加工，,尤其適用于形狀復雜、熱處理變形大的直通式凸模、凹模零件。,第二節(jié) 沖裁模零件制造與裝配,模座、導柱、導套、固定板、卸料板等，,三、其它模具零件的加工,它們主要是板類零件、軸類零件和套類零件等。,其加工相對于工作型面零件要容易些，,第二節(jié) 沖裁模零件制造與裝配,模具的裝配：,四、沖裁模的裝配,根據(jù)模具的結構特點和技術條件，以一定的裝配順序和方法，將符合圖紙技術要求的零件，經協(xié)調加工，組裝成滿足使用要求的模具。,在裝配過程中，既要保證配合零件的配合精度，又要保證零件之間的位置精度，對于具有相對運動的零（部）件，還必須保證它們之間

6、的運動精度。,第二節(jié) 沖裁模零件制造與裝配,1模具裝配特點,四、沖裁模的裝配（續(xù)）,直接進入裝配：,按圖紙尺寸和公差獨立加工的（如落料凹模、沖孔凸模、導柱和導套、模柄等）零件；,需協(xié)調相關尺寸：,只有部分尺寸可按圖紙尺寸加工的零件；,在裝配前需采用合體加工（如瓣合模）；,裝配過程中通過配制取得協(xié)調，圖上標的該部分尺寸只作參考,（如凸模固定板上的凸模固定孔，需連接固定在一起的板件螺栓孔、銷釘孔等）,第二節(jié) 沖裁模零件制造與裝配,1模具裝配特點（續(xù)）,四、沖裁模的裝配（續(xù)）,模具裝配適合于采用集中裝配。,裝配工藝：,修配法、調整裝配法,用精度不高的組成零件，達到較高的裝配精度，降低零件加工要求。,

7、第二節(jié) 沖裁模零件制造與裝配,2裝配技術要求,四、沖裁模的裝配（續(xù)）,（1）模架精度應符合國家標準，模具的閉合高度應符合圖紙的規(guī)定要求。,（2）上模沿導柱上、下滑動應平穩(wěn)、可靠。,（3）沖裁間隙應符合圖紙要求，分布均勻。凸?；虬寄５墓ぷ餍谐谭霞夹g條件的規(guī)定。,（4）定位和擋料裝置的相對位置應符合圖紙要求。,（5）卸料和頂件裝置的相對位置應符合設計要求，超高量在許用規(guī)定范圍內，工作面不允許有傾斜或單邊偏擺。,第二節(jié) 沖裁模零件制造與裝配,2裝配技術要求（續(xù)）,四、沖裁模的裝配（續(xù)）,（6）緊固件裝配應可靠，如螺栓螺紋旋入長度；銷釘?shù)呐浜祥L度。,（7）落料孔或出料槽應暢通無阻。,（8）標準件應能

8、互換。,（9）模具在壓力機上的安裝尺寸需符合選用設備的要求；起吊零件應安全可靠。,（10）模具應在生產的條件下進行試驗，沖出的制件應符合設計要求。,第二節(jié) 沖裁模零件制造與裝配,3沖模裝配的工藝要點,四、沖裁模的裝配（續(xù)）,（1）選擇裝配基準件。,（2）組件裝配。,（3）總體裝配。,（4）調整凸、凹模間隙。,（5）檢驗、調試。,第二節(jié) 沖裁模零件制造與裝配,4 沖模裝配順序確定,四、沖裁模的裝配（續(xù)）,一般先裝基準件，再裝其它件并調整間隙均勻。,（1）無導向裝置的沖模,（2）有導柱的單工序模,（3）有導柱的連續(xù)模,（4）有導柱的復合模,第二節(jié) 沖裁模零件制造與裝配,1模具調試的目的,五、沖裁模

9、的調試,（1）鑒定模具的質量。,（2）幫助確定產品的成形條件和工藝規(guī)程。,（3）幫助確定成形零件毛坯形狀、尺寸及用料標準。,（4）幫助確定工藝和模具設計中的某些尺寸。,（5）通過調試，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，積累經驗，有助于進一步提高模具設計和制造水平。,第二節(jié) 沖裁模零件制造與裝配,2沖裁模的調試,五、沖裁模的調試,沖裁模調試要點：,（1）模具閉合高度調試。,（2）導向機構的調試。,（3）凸、凹模刃口及間隙調試。,（4）定位裝置的調試。,（5）卸料及出件裝置的調試。,沖裁模試沖時出現(xiàn)的問題和調整方法見表,落料凹模,材料：T10A 熱處理： 6064HRC,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,工件名

10、稱：手柄 生產批量：中批量 材料：Q235-A鋼 材料厚度：1.2mm,一、沖裁模設計與制造實例,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,1沖壓件工藝性分析,一、沖裁模設計與制造實例,沖壓工序：只有落料、沖孔； 材料：為Q235-A鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁； 結構：相對簡單，有一個8mm的孔和5個5mm的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為35mm（大端4個5mm的孔與8mm孔、5mm的孔與R16mm外圓之間的壁厚）。 精度：全部為自由公差，可看作IT14級，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,2沖壓工藝方案的確定,一、沖裁模設計與制造實

11、例,方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產。 方案二：落料-沖孔復合沖壓。采用復合模生產。 方案三：沖孔-落料級進沖壓。采用級進模生產。 方案一模具結構簡單，但成本高而生產效率低； 方案二工件的精度及生產效率都較高，但模具強度較差，制造難度大，且操作不方便； 方案三生產效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。 結論：采用方案三為佳。,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,3主要設計計算,一、沖裁模設計與制造實例,（1）排樣方式的確定及其計算,（2）沖壓力的計算,根據(jù)計算結果，沖壓設備擬選J23-25。,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,3主要設計計算,一、沖裁模設計與制造實例,（3）壓力中心的確

12、定及相關計算,因沖裁力不大，壓力中心偏移坐標原點O較小，為了便于模具的加工和裝配，模具中心仍選在坐標原點O。若選用J23-25沖床，C點仍在壓力機模柄孔投影面積范圍內，滿足要求。,凹模型口圖,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,（4）工作零件刃口尺寸計算,一、沖裁模設計與制造實例,因工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用線切割機床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度，使裝配工作簡化。,（5）卸料橡膠的設計,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,4模具總體設計,一、沖裁模設計與制造實例,（1）模具類型的選擇 級進模 （2）定位方式的選擇 導料板，無側壓裝

13、置，擋料銷初定距，導正銷精定距。而第一件的沖壓位置可以靠操作工目測來定。 （3）卸料、出件方式的選擇 彈性卸料，下出件 （4）導向方式的選擇 中間導柱的導向方式,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,5主要零部件設計 （1）工作零件的結構設計 落料凸模 直通式，采用線切割加工，2個M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5。 沖孔凸模 臺階式 凹模 整體凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割加工。,一、沖裁模設計與制造實例,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,（2）定位零件的設計 兩個導正銷，分別借用工件上5mm和8mm兩個孔作導正孔。導正銷采用H7/r6安裝在落料凸模端面，導正銷導正部分與導正

14、孔采用H7/h6配合。,一、沖裁模設計與制造實例,起粗定距的活動擋料銷、彈簧和螺塞選用標準件，規(guī)格為816。,8mm導正銷,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,（3）導料板的設計 （4）卸料部件的設計 卸料板的設計 卸料螺釘?shù)倪x用 （5）模架及其它零部件設計,一、沖裁模設計與制造實例,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,6模具總裝圖（右圖）,一、沖裁模設計與制造實例,7沖壓設備的選定,8模具零件加工工藝,模具關鍵零件因采用線切割，所以這些零件的加工就變得相對簡單。,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,9模具的裝配,一、沖裁模設計與制造實例,根據(jù)級進模裝配要點，選凹模作為裝配基準件，先裝下模，再裝上模

15、，并調整間隙、試沖、返修。,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,零件名稱：蓋 生產批量：大批量 材料：鍍鋅鐵皮 材料厚度：1mm,二、拉深模設計與制造實例,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,1沖壓件工藝性分析,二、拉深模設計與制造實例,沖壓工序：落料、拉深； 材料：為鍍鋅鐵皮，具有良好的拉深性能，適合拉深； 結構：簡單對稱； 精度：全部為自由公差，工件厚度變化也沒有作要求，只是該工件作為另一零件的蓋，口部尺寸69可稍作小些。而工件總高度尺寸14mm可在拉深后采用修邊達要求 。,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,2沖壓工藝方案的確定,二、拉深模設計與制造實例,方案一：先落料，后拉深。采用單工序模生

16、產。 方案二：落料-拉深復合沖壓。采用復合模生產。 方案三：拉深級進沖壓。采用級進模生產。 方案一模具結構簡單，但成本高而生產效率低； 方案二生產效率較高，盡管模具結構較復雜，但因零件簡單對稱，模具制造并不困難； 方案三生產效率高，但模具結構比較復雜，送進操作不方便，加之工件尺寸偏大。 結論：采用方案二為佳。,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,3主要設計計算,二、拉深模設計與制造實例,（1） 毛坯尺寸計算,根據(jù)表面積相等原則，用解析法求該零件的毛坯直徑D。,（2）排樣及相關計算,采用有廢料直排的排樣方式。,（3）成形次數(shù)的確定,階梯形件拉深。h/dmin=15.2/40=0.38，據(jù)t/D=1

17、/90.5=1.1，查表發(fā)現(xiàn)h/dmin小于表中數(shù)值，能一次拉深成形。,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,（4）沖壓工序壓力計算,二、拉深模設計與制造實例,擬采用正裝復合模，固定卸料與剛性推件。 根據(jù)沖壓工藝總力計算結果并結合工件高度，初選開式雙柱可傾壓力機J23-25。,（5） 工作部分尺寸計算 落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸計算。其中因為該工件口部尺寸要求要與另一件配合，所以在設計時可將其尺寸作小些。,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,二、拉深模設計與制造實例,4模具的總體設計 （1）模具類型的選擇 落料-拉深復合模 （2）定位方式的選擇 導料板（固定卸料板與導料板一體）+擋料銷 （3）卸

18、料、出件方式的選擇 固定卸料，剛性打件，標準緩沖器提供壓邊力 （4）導向方式的選擇 中間導柱的導向方式,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,為了實現(xiàn)先落料后拉深，模具裝配后，應使拉深凸模的端面比落料凹模端面低3mm。 （2）其它零部件的設計與選用 彈性元件的設計 頂件塊（壓邊、卸件），其壓力由標準緩沖器提供。 模架及其它零部件的選用,二、拉深模設計與制造實例,5主要零部件設計 （1）工作零件的結構設計 整體結構，拉深凸模、落料凹模和凸凹模的結構如圖8.2.8所示。,第二節(jié) 冷沖壓模具設計與制造實例,6模具總裝圖 7沖壓設備的選定 8工作零件的加工工藝 本模具工作零件都旋轉體，形狀較簡單，加工主要

19、采用車削。 9模具的裝配 選凸凹模為基準件，先裝上模，再裝下模。 裝配后應保證間隙均勻，落料凹模刃口面應高出拉深凸模工作端面3mm，頂件塊上端面應高出落料凹模刃口面0.5 mm，以實現(xiàn)落料前先壓料，落料后再拉深。,二、拉深模設計與制造實例,第三節(jié) 成形模零件制造與裝配特點,成形模制造過程與沖裁模是類似的，差別主要體現(xiàn)在凸、凹模上，而其它零件（如板類零件）與沖裁模相似。,一、成形模凸、凹模技術要求及加工特點,凸、凹模不帶有鋒利刃口，而帶有圓角半徑和型面，表面質量要求更加高，凸、凹模之間的間隙也要大些（單邊間隙略大于坯料厚度）。,第三節(jié) 成形模零件制造與裝配特點,特點：,二、凸、凹模加工,有圓角半

20、徑和型面的加工，而且表面質量要求高。,1.彎曲模凸、凹模,工作面一般是敞開面，其加工一般屬于外形加工。,對于圓形凸、凹模，一般采用車削和磨削即可，比較簡單。,非圓形凸、凹模加工則有多種方法。,2.拉深模,凸模一般是外形加工，,而凹模則主要是型孔或型腔的加工。,第三節(jié) 成形模零件制造與裝配特點,成形模的裝配與調試過程與沖裁?；绢愃?。,三、成形模的裝配與調試,只是塑性成形工序比分離工序復雜，難以準確控制的因素多，,所以其調試過程要復雜些，試模、修模反復次數(shù)多。,第四節(jié) 成形模的裝配與調試,要求提高了，需要協(xié)調的地方多了，因而加工和裝配更加復雜和困難。,一、多工位級進模加工特點,1工作零件、鑲塊件

21、和三大板是多工位級進模加工難點和重點控制零件，其加工難點體現(xiàn)在工作零件型面尺寸和精度、三大板的型孔尺寸和位置精度。,第四節(jié) 成形模的裝配與調試,2細小凸模和凹模鑲塊由于其形狀復雜、尺寸小、精度高，必須輔以高精度數(shù)控線切割、成型磨削、曲線磨等先進加工方法方能完成（常常采用數(shù)控線切割+成型磨削）。,一、多工位級進模加工特點（續(xù)）,不能采用配作加工，而是有互換性的分開加工。,鑲塊加工路線一般是：,下料,鍛造,退火,粗銑（刨）,基面加工,型面粗加工、半精加工,最終熱處理,線切割,成型磨削,拋光等精加工,第四節(jié) 成形模的裝配與調試,3多工位級進模中的三大板孔位精度高、尺寸協(xié)調多，是制造難度最大、耗費工時最多、周期最長的三大關鍵零件，是模具精度的集中體現(xiàn)件。,一、多工位級進模加工特點（續(xù)）,三板的加工除要使用傳統(tǒng)的機