冲压模具制造工艺

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1、概述模具是工业生产中使用极为广泛的工艺装备之一,也是发展工业的基础;模具是成形 金属、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等制件的基础工艺装备,是工业生产中发展和实现少无切 屑加工技术不可缺少的工具;模具是一种高效率的工艺设备,用模具进行各种材料的成型, 可实现高速度的大批量生产,并能在大量生产条件下稳定的保证制件的质量、节约原材料; 因此,在现代工业生产中,模具的应用日益广泛,是当代工业生产的重要手段和工艺发展 方向;许多现代工业的发展和技术水平的提高 ,在很大程度上取决于模具工业的发展水 平;为了实现工业现代化今后的模具发展趋势大致包括以下几方面：1、发展高效模具;对于大批量生产用模具,应向高效率发展;

2、如为了适应当前高速 压力机的使用,应发5冲模的工作部分零件必须具备的性能展多工位级进模以提高生产效 率;2、发展简易模具;对于小批量生产用模具,为了降低成本、缩短模具制造周期应 尽量发展薄板冲模、聚氨酯模具、锌合金、低熔点合金,环氧树脂等简易模具;3、发展多功能模具;为了提高效率和保证制品的质量,要发展多工位级进模及具 有组合功能的双色、多色塑料注射模等;4、发展高寿命模具; 高效率的模具必然需要高寿命 ,否则将必然造成频繁的模 具拆卸和整修或需要更多的备模 ;为了达到高寿命的要求,除模具本身结构优化外,还要 对材料的选用和热处理、表面强化技术予以开发和创新;5、发展高精度模具;计算机硬件,软

3、件以及模具加工,检测技术的快速发展使得 精锻模具 CAD/CAM/CAE 一体化技术成为锻造企业切实可行的技术;精密,高效是现代锻造 业的发展趋势；应用该技术的实践表明，只有基于效率的模具CAD/CAM/CAECAX平台才 能实现精锻件及其模具的高效率开发;模具的发展与现状模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高技术密集型产品;也是高新技术产业的重要领域，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的 重要标志，随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行业对模具的需求量越来越大,技术要求也越来越高,目前我国模具工业的发展步伐日益加快,“十一五期间”产品发 展重点主要应表现在：1、汽

4、车覆盖件模；2、精密冲模；3、大型及精密塑料模；4、主要模具标准件；5、其它高技术含量的模具;目前我国模具年生产总量已位居世界第三,其中,冲压模占模具总量的 40%以上,但在 整个模具设计制造水平和标准化程度上,与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当 大的差距,以大型覆盖件冲模为代表,我国已能生产部分轿车覆盖件模具 ,轿车覆盖件模 具设计和制造难度大,质量和精度要求高,代表覆盖件模具的水平,在轿车模具国产化进 程中前进了一大步,但在制造质量、精度、制造周期和成本方面,以国外相比还存在一定 的差距,标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模 具品种,在只在精度、适

5、用寿命、模具结构和功能上,与国外多工位级进模和多功能模具 相比,存在一定差距;第一章 冲压制品设计概论前言：冲压设备的选用根据所要完成的冲压工艺性质、生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和精度要求来 选定设备类型;开式曲柄压力机虽然刚度差,但它成本低,且又三个方向可以操作的优点 ,故广泛应 用于中小型冲裁件、弯曲件、拉伸件的生产中;闭式曲柄压力机刚度好、精度高,只能靠两个方向操作,适用于大中型的生产; 双动曲柄压力机又两个滑块,压边可靠易调;适用于较复杂的大中型拉伸件的生产; 模具的概念及其在工业生产中的作用在工业生产中,用各种压力机和装在压力机上的专用工具 ,通过压力机的压力 ,使金 属或非金属

6、材料在专用工具内变形、流动获得所需形状和尺寸的工件,这种专用工具统称 为模具;模具是成型金属、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等制件的基础工艺设备,是工业生产中发 展和实现少无切屑技术不可缺少的工具;如汽车、拖拉机、电器、电机、仪器仪表、电子 等行业有60%80%的零件需用模具加工，轻工日用品的生产需用模具更多，螺钉、螺母、垫圈等标准零件,没有模具就无法大量生产;由此看来,模具是工业生产中使用极为广泛 的主要工艺设备之一;模具是一种高效率的工艺设备，用模具进行各种材料的成型，可实现高速度的大批量 生产，并能在大量生产条件下稳定的保证制件的质量、节约原材料;因此，在现代工业生产 中，模具的应用日益广泛，是

7、当代工业生产的重要手段和工艺发展方向 ;许多现代工业的 发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平;模具工业的水平和发 展状况已被认为是衡量一个国家工业水平的重要标志之一 冲压加工工艺及其应用冲压是指在常温下利用模具在压力机的作用下，对材料施加压力，将材料分离和变形，从而获得一定形状、尺寸和精度零件的一种加工方法，又可称为冷冲压或板料冲压;冲压加工与其它机械加工方法相比，具有很多优点：1、效率高，可实现制品与零件的高速度大量的生产；2、原材料，可实现少切屑、无切屑加工；3、质量稳定，有良好的互换性；4、工艺简单，利用模具生产制品时，不需要操作者有较高的技艺水平；5、模具批量生产

8、的零件和制品成本低廉；6、工出的零件与制品可一次成型，不需进行再加工；7、造出其他加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；8、易实现生产的自动化及半自动化;由于冲压工艺的这些特点，因此其应用范围极广，从精细的电子元件、仪表指针到汽 车的覆盖件和大梁、高压容器封头及航空航天器的蒙皮、机身等，均需冲压加工;目前用 冲压工艺所获得的制品，在现代汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表及无线电电子产品和 人们日常生活中，都占有十分重要的地位;当然，冲压工艺和其它加工方法一样，也有其自身的局限性，如：冲模结构比较复杂， 制造周期长，模具价格偏高，在单件小批量、多品种生产时经济上不合算;冲模是冲压生产中必不

9、可少的工艺装备;其模具结构必须满足冲压生产的要求，不仅 要冲压出合格的零件制品，而且要适应批量生产的需要，操作要方便、使用寿命要长、安 全可靠、成本低廉，并能容易制造和维修;冲压所用材料及其性能冲压所用的材料主要是金属材料,有普通碳素钢、优质碳素钢、不锈钢和黄铜板带、 铝板带等,有时也用非金属材料,如胶木板、塑料板和纤维板等;冲压用材料大部分是各种 规格的条料、带料、卷料和块料,有时也对某些型材及管材进行冲压加工;用于冲压的材料不仅要满足制件的设计要求,还必须满足材料的冲压性能; 材料的冲压性能是指它们对各种冲压加工的适应能力 ,即具有良好的塑性、便于加 工、容易得到高质量和高精度的冲压件,生

10、产效率高、模具损耗低、不易出废品等;金属材料的冲压性能,是各种材料的力学指数通过比较进行分析的;其力学性能的强 度指数主要有材料的屈服强度OS、抗拉强度Ob、屈强比os/ob缩颈应力Oj、断裂应 力。f、材料的弹性模量E与屈服强度的比值E/ O S,塑性指数有材料的总伸长率6、均匀 收缩率6u、断面收缩率V、均匀变形的单面收缩率Vu等；一般地说，材料的。s/ ob值愈小，形成过程中断裂的危险愈小,E/ o s值愈大，材料成 形过程中的回弹愈小，材料的6与V值愈大，材料在破坏前的可塑性愈大，6w、Vw、6w/ o、Vw/V的值愈大,材料的温定性能愈好，因而其冲压性能也愈好；冲模的组成冲模主要由以

11、下几部分组成：1、工作零件工作零件用以直接和板料接触 ，由其施加给板料压力后使之分离或变形完成板料冲 压过程；工作零件主要包括凸模、凹模、凸凹模等2、定位零件定位零件的作用是确定板料或胚件相对于冲模的正确位置，以保证冲件质量；主要包 括挡料销、定距侧刀、导正销、定位板、定位销、导料板和导向槽等3、卸料装置零件卸料零件主要用来卸除套在凸模上的零件或废料；主要包括卸料板、卸料杆、废料刀 等；4、压料装置及零件用来压住胚料或胚件以保证在冲压时 ，使材料能顺利的进行变形 ；它主要包括压料 板、压边圈等，主要用于拉深模结构；5、导向零件导向零件主要用以保证凸模与凹模之间具有准确位置;主要包括导套、导柱、

12、导板等;6、推件装置与零件推件零件主要用来将冲后的零件制品及废料,从凹模或凹凸模里推出;包括推杆、推 板、打料杆及各类推件器等;7、支撑及支持零件支撑及支持零件主要用来连接及固定工作零件,使之成为完整的模具结构;主要包括 上、下模板,模柄,凸、凹模固定板,垫板,限位器等;8、紧固零件紧固零件主要用来紧固、连接各类冲模零件,如各类螺钉、销钉等,其中模具中的圆 柱销还起稳固定位的作用;9、缓冲零件缓冲零件主要包括弹簧、压簧、缓冲橡皮等;模具中的缓冲零件主要利用其弹力,起 卸退料作用通常情况下,模具的工作零件、定位零件、卸、推料零件称为模具的艺零件 ,而导向 零件、支撑及支持零件、紧固零件、缓冲零件

13、称为冲模的辅助零件;实际上,对于每一套冲模,它们都必然形成完整的独立整体 ,是由各种不同零件结合 而成的;根据每个零部件的作用、要求可以进行基本分类;对于同样作用的零部件,由于使 用条件不同,其结构形式也多种多样;目前,我国对冲压模具以制定了国家标准简称国标, 其中包括：模架、典型组合、零部件、模架技术条件、典型组合技术条件、零部件技术 条件等;这对简化模具设计与制造、提高模具寿命、降低成本、缩短模具制造周期都有十 分重要的意义;冲模的工作部分零件必须具备的性能冲模的工作部分零件又称成型零件,它主要包括凸模、凹模及凸凹模等;由于冲压有 冷冲压与热冲压,而冲压工序又分为分离工序冲裁与成型工序弯曲

14、、拉深、成形两大类; 在分离工序的工作过程中,除承受使材料分离所需的冲压力外,还承受着与材料断面间的 剧烈摩擦；在成形工序的工作过程中,冲模除承受材料塑性变形所需的冲压力外,其表面 也受到材料的塑性流动而产生的强力摩擦 ;因此,这就要求冲模的工作部位要具备耐冲 击、耐磨损的高强度、高硬度性能;而在材料加热状态下使用的冲模,工作零件还要求具 有耐热性能,这样才能保证其冲模的耐用度及使用寿命;根据冲模的上述要求,冲模的工作部分一般采用碳素工具钢或合金工具钢制成;对于 高速冲压或要求高寿命的冲模,其工作部分可采用硬质合金制作;冲模的成形特点冲模是指在室温下把金属或非金属板料放在模具内 ,通过压力机和

15、模具对板料施加 压力,使板料发生分离或变形制成所需零件的模具;各类冷冲模的成形特点是：1、模冲裁模的成形特点是：将一部分材料与另一部分材料分离;落料冲裁模的 成型特点是将材料封闭的轮廓分开,而最终得到的是一平整的零件;而冲孔冲裁模的成型 特点是将零件内的材料与封闭的轮廓分离,使零件得到孔;2、模弯曲模的成形特点是：将板料或冲裁后的胚料通过压力在模具内弯成一 定的角度和形状;3、拉深模的成形特点是：将经过冲裁所得到的平板胚料,压制成开口的空心零 件;4、成形模的成形特点是：用各种局部变形的方法来改变零件或胚料的形状;5、压模冷挤压模的成形特点是：在室温下,在模具型腔内将金属胚料加压,使 其产生塑

16、性变形,挤压成所需的形状、尺寸及性能的零件制品;第二章 级进模零件及结构设计级进模级进模,又称为多工位级进模、连续模、跳步模,它是在一副模惧内,或通行不畅；宽 度过小则影响定位精度,还容易损坏侧刃、凸模等零件;级进模在冲压过程中,压力机每次行程完成一个或几个工件的冲压;条料要及时的向 前送进一个步距,称为送料;送料的方法可分为三种：1、手工送料;常用于生产批量不大、材料厚度、工件较大时的送料;2、自动送料器送料;所用的材料,一般是成卷的条料;自动送料装置由放料架放 在距冲床有 13 米的地方,装有电动机,按照材料消耗的速度,自动间断地向外送料、气动 送料器装在级进模条料入口处 ,由压缩空气驱动

17、,向模具送料;气动送料器有标准的产品 可供选用,其送料精度相当高,在模具中一般只需加导正销导正,不必再设定距装置、收料 架或称卷料架;如果冲压的工件不脱离条料,可以用其收卷起来供进一步加工使用 ;往往 冲床冲压后,条料已分为工件和废料,就不用收料架了等三部分组成;3、在模具上附设自制的送料装置;常用斜契、小滑块驱动,在级进模中应用较 少;使用级进模通常是连续冲压,故要求冲床应有足够的刚性及与模具相适应的精度;使 用级进模在连续冲压的情况下 ,因模架的导向系统不能脱开,所以冲床的行程不宜过大, 应选用行程可调的偏心冲床或高速冲床 ;级进模设有许多工位 ,模具尺寸比较大,设计模 具和选用冲床时要注

18、意工作台面的有效安装尺寸;4、级进模的特点：1 一副级进模内,可以包括冲裁、弯曲、成形、拉深等多道工序,故用一台冲床可完成 从板料到成品的各种冲压过程,从而免去了用单工序模的周转和每次冲压的定位过程,提 高了劳动生产率和设备利用率 ;有些复杂的小型零件 ,若不采用级进模几乎是不能生产 的;2 级进模的设计和制造都比较费事,与其他模具相比,好象是成本高,但如果用许多单 工序模代替一副级进模 ,其许多单工序模的总造价比一副级进模要高的多 ,因此,在条件 允许的情况下采用级进模往往是降低模具成本的较好措施 ;采用级进模可以用一台冲床 取代数台甚至十几台冲床的工作;对提高生产效率、降低产品成本十分有利

19、;另外,级进模 自动化程度高,操作者可在冲床危险区以外操作 ,具有操作安全是显着特点;对于工序复 杂的工件应首先考虑采用级进模;3 采用级进模也受到一些限制;首先是工件的大小,太大的工件,工位按所加工的工件 分为若干等距离的工位,在每个工位上设置一个或几个基本冲压工序,来完成冲压工件某 部分的加工;被加工材料,事先加工成一定宽度的条料,采用某中送进方法,每次送进一个 步距;竟逐个工位冲制后,便得到一个完整的冲压工件;在一副级进模中,可以连续完成冲 材、弯曲、拉深、成型等工序;一般来说,无论冲压零件形状怎样复杂,冲压工序怎样多, 均可用一副级进模冲制完成;4 用于级进模的材料,都是长条状的板料;

20、材料较厚,生产批量较小时,可剪成条料；生 产批量大时,应选择卷料;卷料可以自动送料,自动收料,可使用高速冲床自动冲压 ;级进 模对材料的厚度和宽度都有严格的要求 ;宽度过大,条料不能进入模具的导料板数较多 , 模具自然也就比较大,这时要考虑模具与冲床工作台面的匹配性;其二是几进模要采用条 料,对某些形状复杂的工件产生的废料较多 ,在选用几进模的时候要注意材料利用率 ;一 般级进模的材料利用率较低;其三是级进模由于连续地进行各种冲压,必然会引起条料载 体和工序件的变形,一般来说级进模生产的工件精度较低;弹簧片级进模的结构设计1、工艺分析弹簧片是电冰箱温控器的零件 ,其厚度很薄;冲裁或冲孔时间隙小

21、,故对模具的导向 精度的要求较高;主要冲压工序有：工件上小异形孔的冲制，最小的方孔是1 mm；工件上5 个部位的弯曲;工件是批量生产,质量要求高,在一副级进模内,可以包括冲裁、弯曲、成 形、拉深等多道工序,故用一台冲床可完成从板料到成品的各种冲压过程,从而免去了用 单工序模的周转和每次冲压的定位过程,提高了劳动生产率和设备利用率;像弹簧片这样 复杂的小型零件,若不采用级进模几乎是不能生产的 ;级进模的设计和制造都比较费事 , 与其他模具相比 ,好象是成本高 ,但如果用许多单工序模代替一副级进模 ,其许多单工序 模的总造价比一副级进模要高的多,因此,在条件允许的情况下采用级进模往往是降低模 具成

22、本的较好措施.2、排样图设计要点排样图设计的好坏,对模具设计的影响很大,因此要反复思考,设计出多种进行比较, 以定出最佳方案;1 工序安排各工序的顺序关系除一些常规考虑之外,级进模的工序安排还要注意以下内容;1 冲裁工序尽量避免一次完成复杂形状的冲裁,复杂工件的外形可通过多次局部冲裁, 最后完成工件的外形要求;对于冲孔落料件,应先冲孔,再逐步完成外形的冲裁;2 对于冲裁弯曲类的工件,应在切除弯曲部位周边的废料后进行弯曲,然后再切除其 余废料;对于有冲孔的弯曲件弯曲工序可能影响孔的位置精度,应考虑先弯曲后冲孔;3 对于有拉深又有弯曲和其他工序的工件,应当先进行拉深,再安排其他工序;这是由 于在拉

23、深过程中必然有材料的流动,若先安排其他工序,拉深过程中将使已定型的部位产 生变形;4 有严格要求的局部内、外形及成组的孔,应考虑在同一工位上冲出,以保证位置精 度;5 对于复杂的弯曲件,为了保证弯曲角度,有利于消除回弹,可以分成几次进行弯曲;侧刃与导正孔的安排,侧刃常安排在第一工位,也可安排在第二工位;如果侧刃靠后, 将打乱条了的冲压顺序,使冲压无法进行;侧刃必须靠后时,在前几步可安装使用定位销 定位;由于侧刃安排在后边有利于将最后的条料尾部冲压完成 ,而减少废料,因此在一些 模具上常采用双侧刃结构,即在第一工位和最后工位上 ,条了得两侧各设一个侧刃,这样 安排的缺点是侧刃废料增大,冲裁力增大

24、,应综合考虑;导正销是各种定距模具中普遍采用的精确定位方法;采用自动送料器的级进模,在条 料排样的第一工位就要冲出工艺性的导正销孔，在第二工位及以后每相隔24工位的相 应位置设置导正销;如果借用工件本身的孔作为导正孔,应注意控制孔和导正销之间的配 合精度，以满足定位的要求;同时也应注意，被借用的孔被导正销导正后，回损坏孔的精度， 甚至使孔有所变形;对于简单级进模上体积较大的凸模，常在凸摸上安装导正销，在凸模工作之前自行导 正，所用的导正孔可设专用的，也可把工件自身的孔用做导正孔;对于某些圆形拉深件的级进模，可以不设导正销，因为各工位的拉深凸模本身就具有导正的作用;2 载体在级进模内，条料送进过

25、程中，不断地被切除余料，但是各工位之间到达最后工位以 前，总要保留一些材料将其连接起来，这部分材料称为载体;限于被加工工件的形状和工序的要求，其载体的形式也是各不相同的;理想的载体是双侧载体，即到最后一个工位前条料的两侧仍保持有完整外形，这对于 送进、定位和导正都十分有利;对于一些有弯曲工序的工件，很难形成双侧载体，往往只能保持材料的一侧有完整的 外形，这样的载体称为单侧载体;此时导正销放在单侧载体上，对条料导正和定位都造成 一些困难，因此在设计中应予认真考虑;载体的强度很重要，载体发生变形将使冲压无法进行，甚至损坏模具，因此在排样设 计中，在工件排列形式和选择条料宽度以及其他方面等，都要使载

26、体具有足够的强度;3 分断切除中的搭接级进模在冲压过程中，各工步分断切除余料后，形成工件完整的外形，此时一个重要 的问题就是如何使各断冲裁的连接部位平直或圆滑，以免出现毛刺、错位、尖角等;搭接 方法可分为搭接和平接;4 其他因素 对于有弯曲工序的工件还要考虑材料纤维的方向;对于有倒冲或切断、切口的部位, 应注意毛刺方向,因为倒冲时毛刺留在上表面,切断和切口时,被切开工件的毛刺一边在 上面,另一边在下面;排样时应考虑毛刺的方向是否影响工件使用;对每个排样都要计算 出材料利用率,并进行经济效率分析;3、主要计算1 冲压力的计算、球头凸包的计算 先计算它的变形程度,若当变形程度超过规定值时,将产生裂

27、纹或不能成形;变形程 度可粗略地用下式验算e = 5式中 工件变形程度；变形后沿截面的材料长度mm；L变形前的材料原有长度mm；6材料的伸长率；因数0. 700. 75视局部成形的形状而定，半球形取大值,梯形取小值；有关的汁算,如图7-43所示；计算球面中间的一条圆弧线;设变形前圆的弦长为L,变形后圆弧长为，图中角a按几 何关系可计算出a=60o,进而可计算出L1=,L=3mm;则：材料的伸长率6可从表中查出，约为10% ;即为X10% = 7%,则7%,变形程度 在允许值之内;冲凸包所需的冲压力,可近似用下式计算,即：F=L tobK式中L球面底边周长mm,R=1.5mm的周长L为9.42m

28、m；K因数,K =1,取K=；t材料厚度 mm, t=0.2mm；。b材料抗拉强度MPa,取。b=400MPa则：F = 9. 42mmX0. 2mm X 400MPa X 0. 7 二 527N2 回弹的计算弹簧片共有 5 个部位的弯曲,用计算法或查表法计算回弹量,都要已知弯曲的圆角半 径,对于,tlmm较厚的板料，当工件对圆角半径没有要求时,可选取较小的圆角半径，使其 回弹最小;因此,如果弹簧片零件图上没有注明圆角半径时,在设计时应尽量取小值;弹簧 片的厚度是0. 2mm,圆角半径定为0. 1mm;因为圆角半径不能再小了，如果再小，考虑磨损、 模具间隙等因素,圆角半径的值就很难保证了;弯曲

29、回弹值可查表确定;C部位属于U形弯曲，表中所列钢材品种有限，以30CrMnSiA 作近似计算;C部位取间隙Z / 2=11,按R/t=1,则回弹角度为0o;D和G部位，按R/t=l查表 后，回弹角度为0o30;A部位按V形弯曲查表，弯曲90o回弹角度为2o,B部位同样也是 2o;通过以上粗略地计算,A和B部位回弹角度较大;B部位对回弹要求不高，故不再采取 消除回弹的措施;对A部位则采取两次弯曲成形的方法消除回弹；图7-44所示为二次弯曲 工艺原理示意图;先在A点进行一次弯曲，a是需要补偿的回弹角；第一次弯曲角为9+a, 口角取值为 45o;第二次弯曲是在距离A点为e的B点进行弯曲，弯曲角度为9

30、0o- 0 ;两次总计弯曲的 角度是90o+ a；这样就实现了补偿回弹;e取值为5t,即l mm;步距与定距方式步距的基本尺寸就是两相邻工位的中心距 ;级进模任何两相邻工位的中心距必须相 等;对于单排列的排样，步距等于冲件的外轮廓尺寸与搭边余量之和 ;搭边值的大小可参 照冲裁排样的搭边数值;在连续模中，每次送料前进的距离称为步距;步距计算的正确与否直接关系到制品的 质量和尺寸精度;如图所示，侧刃定距的步距大小可按下式计算：x=c+a1=14+1=15mm式中x步距mm；c制品最大宽度mm；al制品零件间搭边宽度mm;侧刃定距是级进模中常用的定距方式适用于厚的板料;太薄的板料用挡块定位时因 板料

31、易产生变形而影响定位精度；太厚的板料则不适于侧刃冲切;凹模2.4.1 凹模结构形式1、整体式凹模整体式凹模结构简单,但在使用时,局部损坏就得更换,每更换一次,其定位基准及 间隙也随之变动,故使制品尺寸精度发生变化;同时,工作部分和非工作部分全用同一优 质钢材制作,故增加了模具的成本;这种凹模结构适用于冲制中小型制件及尺寸要求比较 精密的冲压用模具;2、组合式凹模组合式凹模其凹模工作部位及非工作部位紧固连接部位是分开制成的 ;其工作部位 用优质模具钢制作,而非工作部位用普通模具钢制作,故模具成本较低,便于维修,在修理 好后并不影响定位基准和间隙值,其易损零件定位可靠、互换性好、拆装快,适于制作大

32、、 中型和精度要求不太高的落料与冲孔模;3、镶块式凹模 适于冲制窄臂、形状复杂的冲件;其优点是便于加工,减少了型孔的加工难度,适于制 作形状复杂的制品冲模;2.4.2 凹模的结构尺寸的确定圆形凹模可按冷冲模国家标准或工厂标准选用,非标准尺寸的凹模可按经验公式计 算,即：凹模厚度 H二Kb=15=3015mm凹模壁厚c=2H=45小型凹模式中b冲压件最大外形尺寸mm；K系数,其值可查表；凹模宽度B1取80mm;凸模2.5.1 凸模的类型1、凸模的结构种类很多其主要有以下几种类型 1按凸模的动作性质,凸模有冲裁凸模、方形凸模、拉深凸模、挤压凸模等； 2按凸模的工作断面形状,凸模有圆形凸模、方形凸模

33、、矩形凸模、及不规则异形凸 模等；3 按凸模固定方式,凸模有背台式凸模,铆装式凸模、叠装式凸模、浇注或粘结式凸 模、压块式凸模、电键式凸模、插入式凸模、护套式凸模、浮动式凸模及组合式凸模等;2、凸模的结构形式冷冲模凸模的结构总的来说都包含两大部分,即凸模的工作部分和凸模的安装部分; 凸模的工作部分是直接完成冲压加工的,其断面形状、尺寸应根据冲压件的形状尺寸以及 冲压工序的性质、特点进行设计;凸模的安装部分是将凸模安装在凸模固定板上,然后固 定在模座上,使之成为一体构成上模;在厚板料上冲小孔时,为了不使小孔凸模由于细而在冲模时折断,可在细小凸模外面 加以护套保护为了增加凸模的强度和刚度,对于小型

34、整体式凸模的非工作部分,应采用直径或断面 尺寸逐步增大的多级凸模结构形式,但台阶之间要圆滑过度,以免由于冲压时应力集中而 造成凸模折断;2.5.2 凸模长度的确定凸模的长度一般根据结构上的需要而定;一般常用的长度为4065mm,可按计算结果 根据凸模国标的长度系列选取；凸模长度L的计算公式为L=h1+h2+a=26+20+12=58mm式中 hl固定板的厚度mm；h2固定卸料板的厚度mm；a附加长度,它包括凸模的修模量、凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板 的安全距离等，一般可取1020mm;第三章 模具的热处理模具零件的热处理冲裁模各零件的热处理要求： 处理要求冲裁是冷冲压的基本工序之一;

35、它是利用冲裁模在压力机上把被冲材料分 离的一种冲压工序;冲裁模是一种带刃口的模具;在冲裁时切刃陷进被冲材料之中,并承 受着强烈的冲击和材料的激烈摩擦 ,使刃口部位经一段使用后会严重磨损 ,由开始的锋 利、到最后变成圆钝,影响了后续制品的质量;为了保证制品零件的质量长期稳定性,这就 要求冲模的凸模要有较高的耐磨性,而且还要有一定的抗压强度、抗弯强度和一定的冲击 刃性;而对于凹模,除抗弯强度似乎要求不高外,其抗压强度、韧性的要求要比凸模更高; 对于冲裁模凸、凹模上述要求,除了正确选用凸、凹模所用钢材外,还要有合理的热处理 工艺来保证热处理后的硬度、韧性等要求,两者缺一不可;冲裁模各类零件的热处理要

36、求见下表： 冲裁模工作零件热处理要求冲裁模类型材料热处理硬度 HRC凸模凹模形状简单、冲裁材料厚度小于3mm的模具所用凸模、凹模、凸凹模T8、T8A、T10、T10A58626064 形状复杂、冲裁材料厚度大于 3mm 的模具所用凸模、凹模、凸凹模及凹模镶块、侧刃等Cr12、CrWMnCr12MoV、9Mm2VGCr15、W2MoV58626264生产量较大的冲模工作部位Cr12MoV、GCr15=58=62冲裁模辅助零件热处理要求零件名称选用材料热处理硬度 HRC上、下模板HT210400HT220440Q235F、Q275导柱、导套20、T8A、T10A606220 渗碳淬火模柄、固定板卸

37、料板、导板45垫板T7A、T8A4045导正销、定位销T7、T85256挡料销、挡料块45、T7A43485256螺母、垫圈Q235各中弹簧65Mn4048圆柱销内六角螺钉、螺杆454348头部淬硬 4348冲裁模成形零件热处理顺序安排在最终热处理淬硬后,需进行电加工的热处理工序安排的工艺顺序是：锻造f热处理退火f机械粗加工f热处理淬火与回火f电加工电火花穿孔或线切割 加工成型f钳修装配；;由此可以看出,热处理工艺在冲模制造中,是非常重要也是不可缺少的加工工艺 ;对 于级进模、复合模等位置公差和尺寸公差要求较精密的冲模,不仅要遵守上述工序安排, 为了减少热处理变形,常在加工中还穿插去除应力处理

38、、调质等热处理工序;第四章 试模及模具的维修与保养41 模具维护与保养的意义与内容模具是比较精密又比较复杂的生产工艺设备 ;一般来说,它的制造周期较长 ,生产成 本较高,并且是在及其恶劣的环境中工作;在使用时,模具经常会受到突如其来的冲击力、 剪切力、摩擦力和热变交换应力的冲击;因此,模具在使用一段时间后,其工作部分、导向 部位及静止配合部位都会逐渐被磨损或磨坏 ,使模具性能下降,影响了制品零件质量 ,进 而还会造成停工,甚至会发生严重安全事故;为了使模具在使用过程中能正常工作 ,始终 保持良好的技术状态性能,确保生产稳定,提高制品质量,延长模具使用寿命,对模具必须 精心的维护和保养;同时,在

39、生产中贯彻执行一套切实可行的使用、维护、保养、管理模 具的组织和措施,这不但能提高模具的耐用度和精度等级,而且,也是保证产品质量、降低 制件成本、确保安全、文明生产的有效途径之一;所以维护保养与修配不仅是一项必不可 少的工作,而且也是一项企业管理工作的重要组成部分,有着很现实的重要意义;模具的日常维护与保养内容很多,主要包括以下几方面：1、模具的技术资料保管；2、模具的技术状态鉴定；3、件的制模具的修配加工工艺的编制；4、模具的维护性修理；5、模具的检修计划、加工管理；6、修理加工工时定额制定；7、模具的入库与发放；8、模具的保管与保养方法；9、模具的报废处理；10、模具易损零备;42 模具的

40、合理使用和正确维护模具的使用寿命是在模具的使用过程中体现出来的 ;因此,要提高模具耐用度 ,延长 模具的使用寿命,必须合理使用和正确维护、保养模具,并且使其维护和保养工作始终贯 穿在模具的使用、修理和保管的各个环节中;1、使用模具时,要对照工艺文件首先检查所用模具和选用的设备是否正确 ;在使用 前应了解、掌握模具的使用性能和结构特点,并检查模具是否完好;2、正确安装和调整模具;3、在正式开机和使用模具前要检查模具内外有无异物、毛胚和有无异常情况;4、使用中要正确进行工艺操作,遵守操作规程;5、对热作模具,如锻模、压铸模等应给予合理的预热;6、对于在工作中需要冷却的模具,如注射模、压铸模、锻模等

41、应给予合理的冷却;7、在使用中应定时润滑模具工作零件表面和活动配合面,并且要选用合适的润滑剂, 制定润滑工艺,做到合理、正确的润滑;8、模具在制造至使用期间,应解决包装和运输问题,防止模具的锈蚀、变形和碰伤;9、具使用后应擦拭干净,并涂油防绣,完整及时的交回模具库和送往指定的存放地点 保管,并要做好标记,采用防绣措施加以保护;10、为避免卸料装置和刃口、型腔表面长期受压而失效,在模具存放保管期间必须要 加限位木块限位保存;11、某些模具在使用中会产生残余内应力,应在使用一段时间后,采取必要的去应力 措施;12、模具工作表面,如刃口、型腔工作时出现划伤和表面粗糙度值变大时 ,应及时进 行打磨和抛

42、光,严防带病运转,以免缺陷进一步扩大,加速模具的损坏;13、模具的吊运、安装应稳妥,慢起、轻放,绝不能硬磕硬碰,以免损坏模具;14、要定期对模具进行技术状态鉴定,定期检修,保持和提高模具的精度及模具性能 的稳定性;15、模具入库保管时,要进行认真仔细的检查,做好入库前试模和验收或检验记录,最 好附有样件制品同时保管;16、模具保管时必须进行分类管理,建立健全保管档案,由专人保管;17、存放能见度地点及模具库硬干燥通风,防止潮湿;18、模具存放时,中、小型模具最好放在架上,大型模具也应用木块垫起,严防模具与 地面直接接触保存,以防受潮、生锈;总结工艺设计是源头 ,设计虽然只占模具成本的 10%左

43、右 ,却决定了整个模具成本的 70%-80%,所以,作者在设计时详尽地考虑了模具结构,考虑提高生产率,如何方便维修,但 是,又不能完全依赖于设计,在实际生产中要具体问题具体分析 ,根据实际状况进行模具 调整也是必须的,在生产中模具的维修、保养也是很重要的,在模具维修时,应该多注意细 节,找出根本原因,针对其维修,在拆装模具时,要认真仔细,以防损伤模具,定期的维护、 保养也可以大大提高模具寿命;致谢经过四个月的毕业设计 ,从第一次真正的接触模具 ,到排除重重困难,最后终于设计 出了比较理想的课题设计;我的课题是在指导老师张辉的悉心指导相互切磋、相互鼓励下 完成的,至此成文之际,特向老师致以忠心的感谢和诚挚的敬意;