冲压模具入门.doc

冲压模具入门（1）1冲压是什么?11 冲压指的是什么?(词语的意思)在检索引擎上以“冲压”为关键子检索一下就会显示出报社等的有关报导。好像“冲压”通常指的是“press”，而这个单词的意思似乎是报导的意思。洗衣店用电熨斗烫衣服好像也和“冲压”是一个词。“冲压”、“冲压加工”、“金属冲压加工”好像都是日本语?因为是使用压缩、加压(press)进行的加工，所以才叫“press加工”、“冲压加工”的吗?英语为Metal stampingSheet metal stamping。在这里我们将板金冲压加工定义为Sheet metal stamping。1.2 特点可在短时间内大量、经济地反复生产相同质量产品的手段。1.3 冲压加工的产品例子环顾四周，您就会发现我们的身边有着为数众多的冲压加工的产品。有些东西会然您感到惊讶：“哎呀，原来这也是冲压产品呀!”1.4 所谓模具制作冲压加工产品，“冲压机械”与“冲压模具”是必不可少的。例如，制作点心、月胼或制作挂面时需要模子，而做蛋糕、果冻时的杯型模具也是必须之物。只有模具是不能制作冲压制品的，冲压机械也是必不可少的。冲压模具入门（2）2 冲压加工需要冲压机械与冲压模具(工具)2.1 冲压机械我们先来看一看冲压机械。冲压机械有很多种类。在机械式冲压机中有曲柄冲压机、连动冲压机、凸轮冲压机、螺纹冲压机等使用油压的为油压冲压机、使用空气压力的为空压冲压机利用人力完成的有脚踏冲压机(俗称:一脚踹)、手动冲压机等种类。在这里我们将最为常用的曲柄冲压机称做冲压机械。冲压机械是将马达的转动传给曲柄轴，再通过连杆将被防滑部(通称:刮刀)控制的冲头上下移动。您可以想像，当一辆汽车的引擎将汽油燃烧后会产生压力，用这个压力把气缸压下，从曲柄轴得到旋转力的过程，冲压机的工作过程是与这一过程正好相反。这样会更好理解。冲压机的工作原理是，冲头反复运动(一般为上下运动)，与之相反垫枕部是被固定的。垫枕部被固定在底座上，通过框架及连杆等与冲头驱动部(驱动部一般装在被称为冠冕的上部)联接，接受施加压力。冲压机械有反复(上下)运动的冲头和被固定的垫枕部。2.2 上模具与下模具共同组成一套模具冲压机械是通过装载冲压模具(以下称模具)后进行冲压加工的。模具由一对刀具(工具)组成。如果您联想一下剪刀就不难理解了。首先将一片刀具装在冲头上，另一片刀具固定在垫枕部上。将铁板放在刀具与刀具之间，冲头下降时铁板就会被切断。这一对刀具就是模具。被装在冲头上的模具，理所当然就被称为上方模具，即上模具。垫枕部的模具就称为下模具。上模具与下模具共同构成模具。模具除可以切断钢板(剪断)以外，还可以弯、拧钢板，使之发生永久的变形，得到想要得到的形状。直接使材料发生变形的东西就是模具。没有模具就不能进行冲压加工。模具的质量、性能直接影响到冲压加工的生产性和冲压加工的质量，具有极为重要的作用，可以说是冲压加工的生命。冲压模具入门（3）3冲压模具(冲压加工)可以做什么冲压加工也有很多类型(锻造、轧花、接合等)、在这里我们将对铁板(主要为软钢板)的加工称为冲压加工。铁板(钢板)的形态各异，薄板有的比纸还薄，而厚板有的与其说是板，倒不如说是铁块更贴切。这里我们所考虑的是厚度在0.5mm4mm左右的钢板。说起模具，也有很多种。塑料模具、橡胶模具、玻璃模具等五花八门。其中用于冲压加工的称为冲压模具。在这里我们将冲压模具称为模具。冲压加工也有很多种。剪断、弯曲、拧绞、成型、锻造、接合等都是冲压加工。在这里我们之论述其中的剪断、弯曲、拧绞几项。剪断、弯曲、拧绞是最常见的冲压加工方法。一般的冲压机械(通用机)只单纯地进行冲头的反复运动，因此做功的模具也当然只是上模具的直线往返运动。上述所能作到的事项列论述如下。均为最基本的事项。3.1 冲压模具(冲压加工)所能作到的-之1剪断加工(切断铁板完全分离)穿切(冲切)呈封闭曲线的完全分离外形切割(外切割)、侧面切割呈开放型曲线的完全分离打眼儿(穿孔)打洞切断(剪切)完全分离切开(冲口)部分性分离此外还有各种各样的分类，这里只举出了剪断加工的具有代表性的几种。3.2 冲压模具(冲压加工)可以作到的-之2弯曲(弯曲)除弯成V字型的V弯曲之外，还有L字弯曲、台阶状的Z字弯曲、N字弯曲、帽型弯曲等。弯成筒型的卷边加工(蝶板弯曲)、圆型弯曲扭转弯曲 3.3 冲压模具(冲压加工)所能作到的-之3拧弯加工成有底的容器状一边抻拉素材一边施加力量，制成符合穿孔器和冲模形状的产品。冲绞产品:干电池套(碱性电池、锂电池(锰钢电池罐的小型化处理)、电容器盒、洗碗池、汽车的引擎罩、V型皮带轮罩、一拉罐的拉手和盖子之间的接合等。3.5 有关以下几点，我不具备从理论上进行剖析的知识，大致归纳如下。铁板是可以被切割的。切断铁板在被拉抻的时候可以变长，在被压缩的时候有可以变短。抻长铁板的外侧，压缩铁板的内侧。弯曲往一方抻长的同时往另一方向压缩。拧绞冲压模具入门（4）4. 冲压模具的构造4.1 冲压模具的构造冲压模具的构造大体上可分为刃口部分、主模部分和辅助部分。刃口部分(冲孔凸凹模)直接作用于材料的部分主模部分(下冲模垫板、上冲模固定板、上冲模垫板、冲模模板和导柱导套等)固定刃口辅助部分(卸料板、导销/导向衬套、卸料弹簧、卸料螺钉、定位销等)为是刃口发挥作用的辅助部分冲压模具入门（5）5冲压模具的分类虽然写上了冲压模具的分类，但我所指的是，根据冲压机械、模具、搬运设备、外围设备等进行什么形式的加工。也许说加工体系更为妥当。请理解为在这一体系中所使用的模具的形式。以下为4种具有代表性的分类。除此之外还有滑垫型、串联型等形式。5.1 单发型；5.2 依次传送型；5.3 转移型；5.4 机器人型；冲压加工的产品一般都是要经过复数的工序完成的。5.1 单发型每道工序都有独立的模具，模具是被单独使用的。由操作人员将材料装入、取出，一台冲压机上只装一个模具，由人来操作完成作业。编进配套冲模的形式为最基本的形式，此外还有通过盒卡式快速交换模具等系统。有关材料的装入与取出，通用机使用多间接的教学用机器手，专用机使用固定的程序机器手，以此达到节省人力、节省能源的目的。下图是单发型模具(QDC)、单发工序的实例。【题外话】打孔机也称雄模具、冲模也称雌模具。在机械行业以外的领域带有雌雄的称呼也很多。如雄螺丝、雌螺丝等(但最近已很少听到这样的称呼了)。模板+刃口+导销您不认为这是一个非常贴切的叫法吗凹与凸!到底可以追溯到万物之本这一点很容易理解吧。（） 冲压模具入门（6）5.3 转移型将每一道工序的独立的模具排列在一台冲压机内部，通常是通过曲柄轴进行驱动，拥有与冲压机本身同步运行的搬运机构，进行连续性的自动加工。一维移动：只有在传送方向上的往返运动(前进回车)；没有工件的保持及释放系统，需要另行配置。二维移动：前进回车；工件的保持及释放(夹紧放开)；夹紧前进放开回车。三维移动：前进回车；工件的保持及释放(夹紧放开)；工件的上升下降(升降)；夹紧上升前进下降放开回车材料、半成品的供应方法：1、材料为卷材，通过抓钳供应器(空压供应器)连续供应2、半成品转入货架，通过推送器供应。3、将半成品架(半成品冲压)移到冲压机主机的旁边，供应半成品。与连椟传送式相比产品的成品率高。由于搬运设备的惯量与刚性，不易实现高速化生产。通用型机器的生产程序改变起来较为困难。下图是转移型生产工序实例。冲压模具入门（7）6. CADCAM是什么目前CADCAM已经成为模具制造领域不可缺少得东西了。这里只对CADCAM的基础知识进行简要说明。如能使读者对CADCAM有一笼统认识，笔者将感到万分荣幸。过去所有的图纸都是我用手绘的方法绘制的。现在手绘图纸恐怕可以说是珍贵的()存在了。时代的潮流已经到了利用二维CAD制作图纸的年代了。相信用不了几年三维CAD制图就会理所当然地成为绘图的主要手段。于是，“您能看懂二维图纸呀，真了不起!”的时代就会来到了。到了那个时候，我就有可能成为能用手绘制二维图纸的化石性的存在了吧 （）虽然时代正在逐渐地向三维CAD的时代过渡，我们还是简单地回顾一下二维CAD是怎么回事。以下仅对二维CADCAM进行阐述。(实际上我对三维的事情一无所知) （）题外话要想熟练使用CADCAM需要掌握CADCAM软件及电脑。但从设计到实际加工、装配的广泛知识也十分重要。制造应该全面思考，绝不能单纯地变成绘图用的CAD和编制NC程序的CAM，制造应在在什么样的系统里以如何的方式进行这一软件才是最重要的，CADCAM充其量不过是这一过程中的一个工具。6.1 CADCAD是用“线分”(直线的一部分)与“圆弧”(圆的一部分)来绘制的。最为辅助，也会绘制“点”、“圆”、“直线”等，但在CAD的图纸上基本只有“线分”与“圆弧”。CAD是否也是用尺和圆规制作的呢手绘图纸与CAD图纸原来都是一样的!下面做为一个例子，我们来看一下一个宽200、长100、四个角均被半径为10的圆弧所联接的长方形。设坐标原点为长方形的重心。将这一图形分解就会发现该图形是由4条线、与4个弧组成的。将该图形要素以任意形式表现如下。LINE1 X-90. Y50. X90. Y50. ;LINE2 X100. Y40. X100. Y-40. ;LINE3 X90. Y-50. X-90. Y-50. ;LINE4 X-100. Y-40. X-100. Y40. ;ARC1 Xc90. Yc40. R10. X90. Y50. X100. Y40. CW ;ARC2 Xc90. Yc-40. R10. X100. Y-40. X90. Y-50. CW ;ARC3 Xc-90.Yc-40. R10. X-90. Y-50. X-100. Y-40. CW ;ARC4 Xc-90.Yc40. R10. X-100. Y40. X-90. Y50. CW ;实际情况还要更为复杂。DXF数据使用文本形式写成的(其中也有二元数据)，可以参阅。CAD图纸的做成需要输入这些图形要素。关于输入方法，每个厂家都有所不同。这也是观察各个厂家CAD特色的地方。可将这些图形要素通过CAD软件在屏幕上显示出来，如通过标绘器或打印机打印出来的话，人就会将其看做是一张完整的图形。这就是CAD图纸。但是电脑不会把这些看做是一个完整的图形(轮廓)，而只看做是一些数据群。将这些数据群转换成图形加以认识并与加工结合起来的就是CAM。7.2 CAM在这里仅举电线的放电加工为例进行说明，铣刀、MC等研磨(切削轮廓)的CAM也同样。(二维加工)有关孔洞加工的CAM，基本上属于不同领域，有机会在专题探讨。在CAD上，人们看着画面可以判断出图形，但在电脑内部却只不过是一些数据群，因此有必要进行操作，使电脑能够辨认出图形(形状、轮廓)。轮廓(形状)的定义以上一节的长方形为例，看一看如何教会电脑辨认形状。每一个要素都有两个端点，为前提条件。首先先来决定第一个要素。(任意)设LINE1为最初的要素。以LINE1为共同端点的有两个要素，即ARC1和ARC4。如将第二个要素指定为ARC1的话，就会产生从LINE1到ARC1的方向性。与ARC1的另一端拥有共同端点的要素为LINE2。同样联结LINE2ARC2LINE3ARC3LINE4ARC4的ARC4的前进方向的端点与LINE1的端点相同，因此构成一个封闭图形。只要首先确定两个要素，其他的要素就会自动地被连接起来。LINE1ARC1LINE2ARC2LINE3ARC3LINE4ARC4这样电脑就能够辨认出轮廓了。切割轨迹(工具的轨迹) 的形成以上述的轮廓为基础绘制工具的移动轨迹。首先设线的起点(切割开始的位置)为X0. Y60.。(任意点)做出点X0. Y60.在LINE1上的投影，从这一点开始分割LINE1LINE1R X0 Y50. X90. Y50. ;LINE1L X-90. Y50. X0 Y50. ;因轮廓已经具有方向性故切割轨迹为1. 起点 X0. Y60.2. 在内插直线的同时内插工具径 X0. Y50.(工具径内插: 相对轮廓而言，进行相当于工具径半径长度的修正)3.直线 X90. Y50.(从目前位置来看为移动目的位置)4.顺时针圆弧内插 X100. Y40.从目前的点(X90. Y50.)来看为圆弧的中心位置 Xi0. Yj-105.直线 X100. Y-40.6.顺时针圆弧 X90. Y-50. Xi-10. Yj0.7.直线 X-90. Y-50.8.顺时针圆弧 X-100. Y-40. Xi0. Yj10.9.直线 X-100. Y40.10.顺时针圆弧 X-90. Y50. Xi10. Yj0.11.直线 X0. Y50.12.通过直线内补回到起点 X0 Y60.这样从CAD图纸上将图形辨认，并生成了切割轨迹。CAM的重要工作之一就是通过CAD图纸生成切割轨迹。7.3 NC以上一节的切割轨迹为基础制作操作NC机床的命令。这个命令集就是NC程序。制作NC程序是CAM的任务。为了制作NC程序需要将切割轨迹复制到“终端处理机”上。终端处理机将加进各台机械固有的信息、工具信息、切削条件等内容、将切割轨迹转换成G代码，然后生成特定的CNC机床用(目标机械)NC程序。以下以电线放电加工机为例进行说明。对于每一步的运转方法都必须逐一且顺此地通知切线的CNC。这个运转指令就是G代码。对机器起辅助性命令作用的是M代码。电线放电加工机NC程序实例%停止倒带O1000; 约束事项与机械固有信息的附加(终端的工作)G90;G92 X0 Y60. ;设定目前位置(坐标系的设定)M60 ;M27 ;S1 D1 G04 X2. ;G41 G01 X0 Y50. ;G41:面向前进方