第4章 修边模设计

1、第4章修边模设计 第4章修边模设计 4.1修边模的分类 4.2修边镶块 4.3斜楔机构 4.4修边废料的处理 4.5修边冲孔模 4.1修边模的分类 4.1.1垂直修边模 修边镶块的运动方向同压力机滑块运动方向一致的修边模叫做垂直 修边模。在设计汽车覆盖件拉深工艺时，要尽量为垂直修边创造条 件。采用垂直修边，模具结构简单，制造容易，是优先考虑的结构 形式(图4 1)。 图4-1垂直修边模示意图 1下模2凸模镶件3上模4凹模拼块5卸件器 4.1修边模的分类 4.1.2斜楔修边模 修边镶块作水平或倾斜方向运动的修边模叫做斜楔修边模。修边镶 块的水平运动或倾斜运动是靠斜楔的驱动而实现的，斜楔安装在上

2、模上，由压力机带动，所以说斜楔是将压力机压力方向改变的机构。 这种修边模的工作部分占据较大面积，模具外廓尺寸大，结构复杂， 制造比较困难(图4 2)。 图4-2斜楔修边模示意图 1、15复位弹簧2下模3、16滑块4、17修边凹模镶块5、12斜楔6、13凸 模镶块 7上模座8卸料器9弹簧10螺钉11、14防磨板18背靠块 4.1修边模的分类 4.1.3垂直斜楔修边模 修边镶块的一部分作垂直方向运动，另一部分作水平或倾斜方向运 动，这类修边模叫做垂直斜楔修边模(图4 3)。它有以下两种情况: 1)垂直方向运动和水平或倾斜方向运动的修边镶块为简单的合并。 2)垂直方向运动和水平或倾斜方向运动的修边镶

3、块为相关的交接。 图4-3垂直斜楔修边模简图 a)倾斜修边部分b)水平修边部分c)垂直修边部分 1、8复位弹簧2背靠块3斜楔4、7倾斜及水平修边凹模镶块 5上模座6压件器9垂直修边凸模10下模座式11垂直修边凹模 4.2修边镶块 4.2.1结构形式 1.整体式 即修边刃口和模体不分开，主模体上直接堆焊出修边刃口，如图4 4所示。 图4-4整体凸模 4.2修边镶块 2.板块式 修边镶块用板状模块拼接，主要用于修边线曲率和高低起伏变化不 大的情况。图4 5a所示为采用普通碳素结构钢Q235作模块，刃口 堆焊。图4 5b所示为采用合金工具钢或高碳工具钢作模块。板块式 是最常用的形式，但不宜用在刃口上

4、、下方向急剧变化的情况。 3.角式 对于高度变化大、平面平滑的修边线，上、下模均可采用角式修边 镶块，如图4 6所示。 4.2修边镶块 图4-5板块式镶块 a)Q235钢板模块(刃口堆焊)b)工具钢板模块 4.2修边镶块 图4-6角式修边镶块 a)铸铁HT250模块(堆焊刃口)b)合金工具钢模块 4.组合式 4.2修边镶块 组合式焊接结构用于高度变化大、平面平滑的修边线，上、下模均 可采用，如图4 7所示。镶块用普通结构钢焊接而成，刃口堆焊。 图4-7组合式修边镶边 5.刀片式 4.2修边镶块 刀片式修边镶块主要用在高度变化大的下模，如图4 8所示。 图4-8刀片式修边镶块 a)堆焊刀片b)固

5、定在模体上的工具钢刀片 c)、d)固定在角式座上的工具钢刀片 4.2修边镶块 图4-9修边刃口的形状及结构尺寸 4.2修边镶块 表4-1刃口高度a与料厚的关系(单位：mm) 4.2修边镶块 4.2.2斜楔面垂直修边 垂直修边时，修边面大多是一个水平面。但有时修边面呈倾斜状态， 修边面和刃口面存在一个角度，该角度有时为锐角，有时为钝角。 修边时要想获得较好的断面质量，该角度必须限制在一定范围内， 模具结构也必须相应增加压件机构。 图4-10锐角修边法 a)倾斜15以下b)倾斜1530 1下模2凸模3凹模4上模5退件器 4.2修边镶块 1.锐角修边 图4 10所示为修边面和凸模刃口垂直面为锐角的情

6、况。倾斜角为15 以下可直接垂直修边，不需采取特殊措施(图4 10a)；倾斜角大于 15时，要考虑在凸、凹模刃口处设2mm宽的平台(图4 10b)。倾 斜角最大不得超过30，以免影响刃口强度。 2.钝角修边 图4 11所示为修边面与凸模刃口面为钝角的情况。图4 11a所示为 修边面倾斜30以下，修边刃口不需要特殊处理，冲裁间隙要取小 一些，一般取正常间隙的50为宜。图4 11b所示为修边面倾斜30 60，此时刃口很钝不易冲裁，凸模刃口需要制出空刀形成局 部平刃口。空刀量取三倍料厚，但不得超过5mm，冲裁间隙要尽量 小，甚至要配成零间隙。 4.2修边镶块 图4-11钝角修边法 a)倾斜30以下b

7、)倾斜3060 1下模2凸模3凹模4上模5退件器 4.2修边镶块 4.2.3立边修边刃口形状 驾驶室前后立柱的端头修边和修边线在立边以内的拉深件废料切断， 都属于立边修边特点。立边修边是剪切性质，刃口和被修立边应形 成一个角度，如图4 12所示。 图4-12修立边时刃口形状 1、4导向块2修边上刃口3上模5修边下刃口6下模 4.2修边镶块 1)修边镶块刃口圆角应比被修工件圆角大3mm，如图4-12所示，尺 寸关系为 2)刃口立边与修边件立边成10夹角。 3)刃口受侧向力，需增加导向块消除之。 4.2.4修边镶块接缝 相邻两个修边镶块的对合接缝，原则上应取修边线的法线方向；如 果接缝倾斜，最大不

8、得超过30，如图4 13所示。 4.2修边镶块 图4-13修边刃口接缝 a)刃口接缝不垂直修边线b)刃口接缝垂直修边线 1修边镶块2修边线3刃口接缝 4.2修边镶块 图4-14板块式与板块式镶块安装 1下模2凸模修边刃口镶块3退件器4上模5凹模修边刃口镶块 4.2修边镶块 4.2.5修边镶块的安装固定 修边镶块的固定用M16螺钉35个，定位用2个?6mm圆柱销。圆柱 销距离应尽量大，并远离刃口。当修边件料厚度大于15mm时，镶 块需嵌入模体或用支承键；小于12mm时平装，如图4 14图4 17所示。 图4-15板块式与角式镶块安装 1下模2板块式下刃口镶块3退件器 4上模5支承键6角式上刃口镶

9、块 4.2修边镶块 图4-16角式与角式镶块安装 1下模2角式下刃口镶块3退件器 4上模5角式上刃口镶块 4.2修边镶块 图4-17刀片式和角式镶块安装 1下模2刀片式下刃口镶块3退件器 4上模5角式上刃口镶块 4.2修边镶块 图4-18水平修边镶块安装 1凸模体2凸模修边刃口镶块3退件器 4凹模修边刃口镶抉5滑块6斜楔7复位弹簧 4.2修边镶块 图4-19倾斜修边镶块安装 1凸模体2凸模修边镶块3退件器4凹模修边镶块 5滑块6斜楔7背靠块 4.3斜楔机构 4.3.1斜楔机构与斜楔图 图4 20所示是一种常见的斜楔机构，它主要由斜楔传动器(简称斜 楔)3、斜楔滑块(简称滑块)2、防磨板1、复位

10、组件4、5、6、7、8、9、 10、11等组成。当斜楔传动器3随下模向下运动时，与滑块2接触并 迫使其沿水平方向向左运动，完成水平方向的加工动作；当斜楔传 动器回程向上运动时，滑块在弹簧调整螺栓4、弹簧6等复位部件的 作用下沿水平方向向右运动，复位到原来的状态。 图4-20斜楔机构 1防磨板2斜楔滑块3斜楔传动器4弹簧调整螺栓5后挡块 6弹簧7弹簧座8双螺母9外罩10开口销11键 4.3斜楔机构 图4-21斜楔机构运动示意图及斜楔图 a)斜楔运动机构示意图b)斜楔图 1挡块2斜楔3滑块 4.3斜楔机构 4.3.2斜楔机构的设计程序 1.滑块移动距离S的确定 S=L1+ZC。其中,L1为在运动方

11、向上加工所需的行程量，ZC为考虑取 出和放入制件时操作所必需的最小操作间隙。 2.滑块倾角的确定 如果滑块行程一定，随着滑块倾角变大，斜楔的运动距离也随之增 大；反之，若变小，斜楔的运动距离也减小，但滑块上所承受的垂 直载荷变大。因此，值不能太小，水平运动斜楔一般取=5060 ；当冲压加工行程不够时，也可取=45；正向倾斜斜楔和反向 倾斜斜楔一般取=(180-)/2。 3.根据滑块行程S和滑块倾角作出斜楔图 1)确定斜楔与滑块的开始接触点B。 4.3斜楔机构 2)确定后挡块与斜楔开始导向点C。 3)确定卸料板位置E点。 4)综合分析斜楔模的动作关系后，如有问题，须对滑块行程S及滑块 倾角作适当

12、调整。 图4-22水平运动斜楔 a)斜楔机构b)斜楔图 1后挡块2斜楔3滑块4衬垫5限位器 A加工完了B斜楔在滑块上的接触点C斜楔和挡块的接触点 D上、下模导向接触点E垫板(卸料板)开始压制件 4.3斜楔机构 图4-23正向倾斜斜楔 1后挡块2斜楔3滑块 4.3斜楔机构 图4-24反向倾斜斜楔 1斜楔2滑块3后挡块 4.3.3斜楔机构的形状与尺寸设计 4.3斜楔机构 1.滑块的尺寸确定方法 图4 25所示为斜楔及滑块的形状与尺寸以及滑块在开始动作前的初 始状态。 (1)滑块长度W2滑块长度W2应根据滑块与斜楔接触面上力的作用情 况确定。 (2)滑块高度H2滑块高度H2最高与其长度相等。 4.3

13、斜楔机构 图4-25斜楔与滑块 接触的初始状态 1斜楔2后挡块 3滑块4滑块力的作用线 4.3斜楔机构 (3)滑块宽度L2滑块的宽度L2不能比滑块长度大，否则稳定性不好。 (4)滑块的斜面尺寸斜楔滑块开始动作时，斜楔和滑块接触面长度 不小于50mm，而且接触面应为23以上。 2.斜楔形状与尺寸 斜楔形状及尺寸如图4 26所示。一般小件使用的斜楔模及侧向推力 较小的斜楔模，可不采用后挡块；而大件使用的斜楔模及承受较大 的侧向推力时，则需采用后挡块。 4.3斜楔机构 图4-26斜楔形状与尺寸 a)不用键的斜楔b)用键的斜楔c)采用后挡块的斜楔 4.3斜楔机构 图4-27复位弹簧安装在滑块下面 1压

14、簧2滑块3传动器 4下模座5防磨板6槽 4.3斜楔机构 4.3.4滑块复位方式 滑块复位时靠弹性元件获得复位力，斜楔传动器在滑块复位时不起 作用。具体结构如下： 1)复位弹簧安装在滑块下面，俗称暗簧，如图4-27所示。 2)复位弹簧装在凸模和滑块之间，如图4-28所示。 3)用气动元件代替弹簧复位，如图4-29所示。 图4-28弹簧安装在凸模和滑块之间 4.3斜楔机构 图4-29气缸装在外部 4.4修边废料的处理 4.4.1废料分块与废料刀的配置 图4-30废料刀的布置 4.4修边废料的处理 图4-31废料刀相对配置时的处理方法 1垂直壁2后角(用于让料)3下模凸模修边刃口 4上模凹模修边刃口

15、5废料刀 4.4修边废料的处理 图4-32转角处废料刀座位置 4.4修边废料的处理 图4-33转角处废料重心 4.4修边废料的处理 图4-34废料刀与修边刃口接缝的位置关系 1拉深件外边缘线2修边线3修边刃口接缝4修边刃口5废料刀6废料刀刃 4.4修边废料的处理 图4-35废料刀的切入量及刃部尺寸 1切刀吃模量2切入深度3修边刃口4卸料板5下模(修边凸模) 6上模(修边凹模)7切刀8废料刀9切刀刃口 4.4.2修边废料刀的结构 1.镶件式废料刀 4.4修边废料的处理 丁字形废料刀(图4 36)是镶件式废料刀常采用的一种形式。这种切 刀不需要自动化，常用于小批量生产及较薄的废料(16mm以下)切

16、 断。废料刀刃口长度应比预计的废料宽度多510mm以上(图4 37)。 图4-36丁字形废料刀结构 4.4修边废料的处理 图4-37废料刀刃口长度 2.组合式废料刀 4.4修边废料的处理 图4 39所示的组合式废料刀，也是一种应用较多的废料刀形式。它 利用凹模镶件组成凹模刃口，废料刀为凸模刃口，通过切下一小块 废料，将修边废料断开。废料刀高度与凸模镶件高度一致。废料刀 镶件的夹角一般取60，使凹模镶件的夹角也是60，能保证刃口 强度。这种废料刀适用于较平直的修边形状。 图4-38镶件式废料刀 4.4修边废料的处理 图4-39组合式废料刀 4.5修边冲孔模 .垂直修边冲孔模 修边和冲孔均采取垂直方向冲压，这是经常采用的方案。冲孔表面 不一定处于水平位置，但倾斜角度应有一定的限制。倾斜超过30 时，则不能垂直冲孔。垂直修边冲孔模如图4 40所示。 图4-40垂直修边冲孔模 1下模座2修边凹模3卸料板4可拆卸料板5、11凸模座6、12冲孔凸模 7凹模座8、13冲孔凹模9卸料螺钉10弹簧14修边凸模15内导板16上 模座 4.5修边冲