第八章 冲压模具设计与制造.ppt

1、内容简介：,在掌握模具零件加工方法的基础之上，本章介绍模具工作零件（刃口类、型面类）、板类零件、轴类零件、套类零件的技术要求与加工特点、常见加工方法与工艺路线、工艺规程编制、典型模具装配和调试过程。,学习目的与要求：,1认识常见模具零件的技术要求； 2掌握模具工作零件（刃口类、型面类）、板类零件、轴类零件、套类零件的常见加工方法与工艺路线； 3掌握模具零件加工工艺规程的编制； 4掌握典型模具装配和调试方法。,第一节 概述,一、冲模及零件技术要求,冷冲模,不同的零件在模具中的功能和作用不同，,是由工艺零件和结构零件组成的能实现指定功能的有机装配体，,其材料和热处理、精度、装配等技术要求必然不同。

2、,显然，零件形状结构和技术要求不同，其制造过程必然不同。,常用冲压模具零件的公差配合要求和表面粗糙度要求查附录D。,JB/T146621993（冲模技术条件）,JB/T80501999（模架零件技术条件）,第一节 概述,二、冲模零件制造特点,可将各种模具零件大致分为,按照模具零件结构和加工工艺过程的相似性，,工作型面零件、,板类零件、,轴类零件、,套类零件等。,在制定模具零件加工工艺方案时，,必须根据具体加工对象，,以保证,结合企业实际生产条件进行制定，,技术上先进和经济上合理。,第二节 冲裁模零件制造与装配,冲裁属于分离工序，冲裁模凸、凹模带有锋利刃口，凸、凹模之间的间隙较小，一般尺寸精度在

3、IT6IT9，工作表面粗糙度在Ra=1.60.4m，热处理后的硬度为5862HRC。,一、冲裁模凸、凹模技术要求及加工特点,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线切割方法。,第二节 冲裁模零件制造与装配,1加工方案,二、凸、凹模加工,分开加工、配合加工,2加工方法,第二节 冲裁模零件制造与装配,3典型工艺路线,二、凸、凹模加工（续）,（1）,下料,锻造,退火,毛坯外形加工,（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）,划线,刃口轮廓粗加工,刃口轮廓精加工,螺孔、销孔加工,淬火与回火,研磨或抛光,此工艺路线钳工工作量大，技术要求高。,适用于形状简单、

4、热处理变形小的零件。,第二节 冲裁模零件制造与装配,3典型工艺路线（续）,二、凸、凹模加工（续）,（2）,下料,锻造,退火,毛坯外形加工,（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）,划线,刃口轮廓粗加工,螺孔、销孔加工,淬火与回火,采用成形磨削进行刃口轮廓精加工,此工艺路线能消除热处理变形对模具精度的影响，使凸、凹模的加工精度容易保证 ，,适用于热处理变形大的零件。,研磨或抛光,第二节 冲裁模零件制造与装配,3典型工艺路线（续）,二、凸、凹模加工（续）,（3）,下料,锻造,退火,毛坯外形加工,（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）,螺孔、销孔、穿丝孔加工,淬火与回火,磨削加工上下面及基准面,线切割加工

5、,钳工修整,此工艺路线主要用于以线切割加工为主要工艺的凸、凹模加工，,尤其适用于形状复杂、热处理变形大的直通式凸模、凹模零件。,第二节 冲裁模零件制造与装配,模座、导柱、导套、固定板、卸料板等，,三、其它模具零件的加工,它们主要是板类零件、轴类零件和套类零件等。,其加工相对于工作型面零件要容易些，,第二节 冲裁模零件制造与装配,模具的装配：,四、冲裁模的装配,根据模具的结构特点和技术条件，以一定的装配顺序和方法，将符合图纸技术要求的零件，经协调加工，组装成满足使用要求的模具。,在装配过程中，既要保证配合零件的配合精度，又要保证零件之间的位置精度，对于具有相对运动的零（部）件，还必须保证它们之间

6、的运动精度。,第二节 冲裁模零件制造与装配,1模具装配特点,四、冲裁模的装配（续）,直接进入装配：,按图纸尺寸和公差独立加工的（如落料凹模、冲孔凸模、导柱和导套、模柄等）零件；,需协调相关尺寸：,只有部分尺寸可按图纸尺寸加工的零件；,在装配前需采用合体加工（如瓣合模）；,装配过程中通过配制取得协调，图上标的该部分尺寸只作参考,（如凸模固定板上的凸模固定孔，需连接固定在一起的板件螺栓孔、销钉孔等）,第二节 冲裁模零件制造与装配,1模具装配特点（续）,四、冲裁模的装配（续）,模具装配适合于采用集中装配。,装配工艺：,修配法、调整装配法,用精度不高的组成零件，达到较高的装配精度，降低零件加工要求。,

7、第二节 冲裁模零件制造与装配,2装配技术要求,四、冲裁模的装配（续）,（1）模架精度应符合国家标准，模具的闭合高度应符合图纸的规定要求。,（2）上模沿导柱上、下滑动应平稳、可靠。,（3）冲裁间隙应符合图纸要求，分布均匀。凸模或凹模的工作行程符合技术条件的规定。,（4）定位和挡料装置的相对位置应符合图纸要求。,（5）卸料和顶件装置的相对位置应符合设计要求，超高量在许用规定范围内，工作面不允许有倾斜或单边偏摆。,第二节 冲裁模零件制造与装配,2装配技术要求（续）,四、冲裁模的装配（续）,（6）紧固件装配应可靠，如螺栓螺纹旋入长度；销钉的配合长度。,（7）落料孔或出料槽应畅通无阻。,（8）标准件应能

8、互换。,（9）模具在压力机上的安装尺寸需符合选用设备的要求；起吊零件应安全可靠。,（10）模具应在生产的条件下进行试验，冲出的制件应符合设计要求。,第二节 冲裁模零件制造与装配,3冲模装配的工艺要点,四、冲裁模的装配（续）,（1）选择装配基准件。,（2）组件装配。,（3）总体装配。,（4）调整凸、凹模间隙。,（5）检验、调试。,第二节 冲裁模零件制造与装配,4 冲模装配顺序确定,四、冲裁模的装配（续）,一般先装基准件，再装其它件并调整间隙均匀。,（1）无导向装置的冲模,（2）有导柱的单工序模,（3）有导柱的连续模,（4）有导柱的复合模,第二节 冲裁模零件制造与装配,1模具调试的目的,五、冲裁模

9、的调试,（1）鉴定模具的质量。,（2）帮助确定产品的成形条件和工艺规程。,（3）帮助确定成形零件毛坯形状、尺寸及用料标准。,（4）帮助确定工艺和模具设计中的某些尺寸。,（5）通过调试，发现问题，解决问题，积累经验，有助于进一步提高模具设计和制造水平。,第二节 冲裁模零件制造与装配,2冲裁模的调试,五、冲裁模的调试,冲裁模调试要点：,（1）模具闭合高度调试。,（2）导向机构的调试。,（3）凸、凹模刃口及间隙调试。,（4）定位装置的调试。,（5）卸料及出件装置的调试。,冲裁模试冲时出现的问题和调整方法见表,落料凹模,材料：T10A 热处理： 6064HRC,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,工件名

10、称：手柄 生产批量：中批量 材料：Q235-A钢 材料厚度：1.2mm,一、冲裁模设计与制造实例,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,1冲压件工艺性分析,一、冲裁模设计与制造实例,冲压工序：只有落料、冲孔； 材料：为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁； 结构：相对简单，有一个8mm的孔和5个5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为35mm（大端4个5mm的孔与8mm孔、5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚）。 精度：全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,2冲压工艺方案的确定,一、冲裁模设计与制造实

11、例,方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。 方案二：落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案三：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低； 方案二工件的精度及生产效率都较高，但模具强度较差，制造难度大，且操作不方便； 方案三生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。 结论：采用方案三为佳。,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,3主要设计计算,一、冲裁模设计与制造实例,（1）排样方式的确定及其计算,（2）冲压力的计算,根据计算结果，冲压设备拟选J23-25。,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,3主要设计计算,一、冲裁模设计与制造实例,（3）压力中心的确

12、定及相关计算,因冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点O较小，为了便于模具的加工和装配，模具中心仍选在坐标原点O。若选用J23-25冲床，C点仍在压力机模柄孔投影面积范围内，满足要求。,凹模型口图,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,（4）工作零件刃口尺寸计算,一、冲裁模设计与制造实例,因工作零件的形状相对较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。,（5）卸料橡胶的设计,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,4模具总体设计,一、冲裁模设计与制造实例,（1）模具类型的选择 级进模 （2）定位方式的选择 导料板，无侧压装

13、置，挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置可以靠操作工目测来定。 （3）卸料、出件方式的选择 弹性卸料，下出件 （4）导向方式的选择 中间导柱的导向方式,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,5主要零部件设计 （1）工作零件的结构设计 落料凸模 直通式，采用线切割加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。 冲孔凸模 台阶式 凹模 整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割加工。,一、冲裁模设计与制造实例,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,（2）定位零件的设计 两个导正销，分别借用工件上5mm和8mm两个孔作导正孔。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正

14、孔采用H7/h6配合。,一、冲裁模设计与制造实例,起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺塞选用标准件，规格为816。,8mm导正销,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,（3）导料板的设计 （4）卸料部件的设计 卸料板的设计 卸料螺钉的选用 （5）模架及其它零部件设计,一、冲裁模设计与制造实例,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,6模具总装图（右图）,一、冲裁模设计与制造实例,7冲压设备的选定,8模具零件加工工艺,模具关键零件因采用线切割，所以这些零件的加工就变得相对简单。,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,9模具的装配,一、冲裁模设计与制造实例,根据级进模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模

15、，并调整间隙、试冲、返修。,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,零件名称：盖 生产批量：大批量 材料：镀锌铁皮 材料厚度：1mm,二、拉深模设计与制造实例,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,1冲压件工艺性分析,二、拉深模设计与制造实例,冲压工序：落料、拉深； 材料：为镀锌铁皮，具有良好的拉深性能，适合拉深； 结构：简单对称； 精度：全部为自由公差，工件厚度变化也没有作要求，只是该工件作为另一零件的盖，口部尺寸69可稍作小些。而工件总高度尺寸14mm可在拉深后采用修边达要求 。,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,2冲压工艺方案的确定,二、拉深模设计与制造实例,方案一：先落料，后拉深。采用单工序模生

16、产。 方案二：落料-拉深复合冲压。采用复合模生产。 方案三：拉深级进冲压。采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但成本高而生产效率低； 方案二生产效率较高，尽管模具结构较复杂，但因零件简单对称，模具制造并不困难； 方案三生产效率高，但模具结构比较复杂，送进操作不方便，加之工件尺寸偏大。 结论：采用方案二为佳。,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,3主要设计计算,二、拉深模设计与制造实例,（1） 毛坯尺寸计算,根据表面积相等原则，用解析法求该零件的毛坯直径D。,（2）排样及相关计算,采用有废料直排的排样方式。,（3）成形次数的确定,阶梯形件拉深。h/dmin=15.2/40=0.38，据t/D=1

17、/90.5=1.1，查表发现h/dmin小于表中数值，能一次拉深成形。,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,（4）冲压工序压力计算,二、拉深模设计与制造实例,拟采用正装复合模，固定卸料与刚性推件。 根据冲压工艺总力计算结果并结合工件高度，初选开式双柱可倾压力机J23-25。,（5） 工作部分尺寸计算 落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸计算。其中因为该工件口部尺寸要求要与另一件配合，所以在设计时可将其尺寸作小些。,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,二、拉深模设计与制造实例,4模具的总体设计 （1）模具类型的选择 落料-拉深复合模 （2）定位方式的选择 导料板（固定卸料板与导料板一体）+挡料销 （3）卸

18、料、出件方式的选择 固定卸料，刚性打件，标准缓冲器提供压边力 （4）导向方式的选择 中间导柱的导向方式,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,为了实现先落料后拉深，模具装配后，应使拉深凸模的端面比落料凹模端面低3mm。 （2）其它零部件的设计与选用 弹性元件的设计 顶件块（压边、卸件），其压力由标准缓冲器提供。 模架及其它零部件的选用,二、拉深模设计与制造实例,5主要零部件设计 （1）工作零件的结构设计 整体结构，拉深凸模、落料凹模和凸凹模的结构如图8.2.8所示。,第二节 冷冲压模具设计与制造实例,6模具总装图 7冲压设备的选定 8工作零件的加工工艺 本模具工作零件都旋转体，形状较简单，加工主要

19、采用车削。 9模具的装配 选凸凹模为基准件，先装上模，再装下模。 装配后应保证间隙均匀，落料凹模刃口面应高出拉深凸模工作端面3mm，顶件块上端面应高出落料凹模刃口面0.5 mm，以实现落料前先压料，落料后再拉深。,二、拉深模设计与制造实例,第三节 成形模零件制造与装配特点,成形模制造过程与冲裁模是类似的，差别主要体现在凸、凹模上，而其它零件（如板类零件）与冲裁模相似。,一、成形模凸、凹模技术要求及加工特点,凸、凹模不带有锋利刃口，而带有圆角半径和型面，表面质量要求更加高，凸、凹模之间的间隙也要大些（单边间隙略大于坯料厚度）。,第三节 成形模零件制造与装配特点,特点：,二、凸、凹模加工,有圆角半

20、径和型面的加工，而且表面质量要求高。,1.弯曲模凸、凹模,工作面一般是敞开面，其加工一般属于外形加工。,对于圆形凸、凹模，一般采用车削和磨削即可，比较简单。,非圆形凸、凹模加工则有多种方法。,2.拉深模,凸模一般是外形加工，,而凹模则主要是型孔或型腔的加工。,第三节 成形模零件制造与装配特点,成形模的装配与调试过程与冲裁模基本类似。,三、成形模的装配与调试,只是塑性成形工序比分离工序复杂，难以准确控制的因素多，,所以其调试过程要复杂些，试模、修模反复次数多。,第四节 成形模的装配与调试,要求提高了，需要协调的地方多了，因而加工和装配更加复杂和困难。,一、多工位级进模加工特点,1工作零件、镶块件

21、和三大板是多工位级进模加工难点和重点控制零件，其加工难点体现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。,第四节 成形模的装配与调试,2细小凸模和凹模镶块由于其形状复杂、尺寸小、精度高，必须辅以高精度数控线切割、成型磨削、曲线磨等先进加工方法方能完成（常常采用数控线切割+成型磨削）。,一、多工位级进模加工特点（续）,不能采用配作加工，而是有互换性的分开加工。,镶块加工路线一般是：,下料,锻造,退火,粗铣（刨）,基面加工,型面粗加工、半精加工,最终热处理,线切割,成型磨削,抛光等精加工,第四节 成形模的装配与调试,3多工位级进模中的三大板孔位精度高、尺寸协调多，是制造难度最大、耗费工时最多、周期最长的三大关键零件，是模具精度的集中体现件。,一、多工位级进模加工特点（续）,三板的加工除要使用传统的机