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典型冲压工艺及模具设计

2024-07-11 06:48| 来源: 网络整理| 查看: 265

2.1 冲裁工艺和冲裁模结构分析

冲裁工艺设计包括冲裁件的工艺性分析和冲裁工艺方案确定。良好的工艺性和合理的工艺方案,可以用最少的材料,最少的工序数和工时,使得模具结构简单且模具寿命长,能稳定地获得合格冲件。所以劳动量和冲裁件成本是衡量冲裁工艺设计合理性的主要指标。

2.1.1 冲裁件工艺性分析

冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。所谓冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法,在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。因此,冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求,对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大影响。

(1)冲裁件的结构工艺性

① 冲裁件的形状。冲裁件的形状应力求简单、对称,有利于材料的合理利用。

② 冲裁件内形及外形的转角。冲裁件内形及外形的转角处要尽量避免尖角,应以圆弧过渡(如图2.2所示),以便于模具加工,减少热处理开裂,减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。圆角半径R的最小值,参照表2.1选取。

图2.2 冲裁件圆角

表2.1 冲裁最小圆角半径R

③ 冲裁件上凸出的悬臂和凹槽。尽量避免冲裁件上过长的凸出悬臂和凹槽,悬臂和凹槽宽度也不宜过小,其许可值如图2.3(a)所示,lmax=5b,bmin=1.5t。

图2.3 冲裁件的结构工艺

④ 冲裁件的孔边距与孔间距。为避免工作变形和保证模具强度,孔边距和孔间距不能过小。其最小许可值,如图2.3(a)所示,c≥(1~1.5)t,c′≥(1.5~2)t。

⑤ 在弯曲件或拉深件上冲孔时,孔边与直壁之间应保持一定距离,以免冲孔时凸模受水平推力而折断,如图2.3(b)所示,L≥R+0.5t。

⑥ 冲孔时,因受凸模强度的限制,孔的尺寸不应太小,否则凸模易折断或压弯。用无导向凸模和有导向的凸模所能冲制的最小尺寸,分别见表2.2和表2.3。

表2.2 无导向凸模冲孔的最小尺寸

注:t为板料厚度,τ为抗剪强度。

表2.3 有导向凸模(带护套)冲孔的最小尺寸

注:t为板料厚度。

(2)冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度

冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级两类。精密级是指冲压工艺在技术上所允许的最高精度,而经济级是指模具达到最大许可磨损时,其所完成的冲压加工在技术上可以实现而在经济上又最合理的精度,即所谓经济精度。为降低冲压成本,获得最佳的技术经济效果,在不影响冲裁件使用要求的前提下,应尽可能采用经济精度。

① 冲裁件的经济公差等级不高于IT11级,一般要求落料件公差等级最好低于IT10级,冲孔件最好低于IT9级。

冲裁得到的工件公差列于表2.4。如果工件要求的公差值小于表值,冲裁后需经整修或采用精密冲裁。

表2.4 冲裁件外形与内孔尺寸公差Δ mm

注:1.分子为外形公差,分母为内孔公差。 2.一般精度的工件采用IT8~IT7级精度的普通冲裁模;较高精度的工件采用IT7~IT6级精度的高级冲裁模。

② 冲裁件的断面粗糙度与材料塑性、材料厚度、冲裁模间隙、刃口锐钝以及冲模结构等有关。当冲裁厚度为2mm以下的金属板料时,其断面的表面粗糙度Ra一般可达12.5~3.2μm。

(3)冲裁件尺寸标注

冲裁件尺寸的基准应尽可能与其冲压时定位基准重合,并选择在冲裁过程中基本上不变动的面或线上。如图2.4(a)所示的尺寸标注,对孔距要求较高的冲裁件是不合理的。这是因为当两孔中心距要求较高时,尺寸B和C标注的公差等级高,而模具(同时冲孔与落料)的磨损会使尺寸B和C的精度难以达到要求。改用图2.4(b)的标注方法就比较合理,这时孔中心距尺寸不再受模具磨损的影响,冲裁件两孔中心距所能达到的公差见表2.5。

图2.4 冲裁件尺寸标注

表2.5 冲裁件两孔中心距公差  mm

注:适用于本表数值所指的孔应同时冲出。

2.1.2 冲裁工艺方案的确定

在冲裁工艺性分析的基础上,根据冲裁件的特点确定冲裁工艺方案。确定工艺方案首先要考虑的问题是确定冲裁的工序数、冲裁工序的组合以及冲裁工序顺序的安排。冲裁工序数一般容易确定,关键是确定冲裁工序的组合与冲裁工序顺序。

(1)冲裁工序的组合

冲裁工序的组合方式可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。所使用的模具对应为单工序模、复合模、级进模。

一般组合冲裁工序比单工序冲裁生产效率高,加工的精度等级高。冲裁工序的组合方式可根据下列因素确定。

① 根据生产批量来确定 一般来说,小批量和试制生产采用单工序模,中、大批量生产采用复合模或级进模,生产批量与模具类型的关系,见表2.6。

表2.6 生产批量与模具类型的关系

② 根据冲裁件尺寸和精度等级来确定 复合冲裁得到的冲裁件尺寸精度等级高,避免了多次单工序冲裁的定位误差,并且在冲裁过程中可以进行压料,冲裁件较平整,而且复合冲裁比级进冲裁精度等级高。

③ 根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定 冲裁件的尺寸较小时,考虑到单工序送料不方便和生产效率低,常采用复合冲裁或级进冲裁。对于尺寸中等的冲裁件,由于制造多副单工序模具的费用比复合模贵,则采用复合冲裁;当冲裁件上的孔与孔之间或孔与边缘之间的距离过小,不宜采用复合冲裁或单工序冲裁,宜采用级进冲裁。所以级进冲裁可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件,且可冲裁的材料厚度比复合冲裁时要大,但级进冲裁受压力机工作台面尺寸与工序数的限制,冲裁件尺寸不宜太大,见表2.7。

表2.7 单工序模、级进模和复合模的比较

由于级进模的制造成本高,日常使用维护的费用也比较大,一旦其中一个刃口出了问题,将全线停工,因此企业更多的是使用单台冲压机上加装自动送料器。自动送料器既便宜又可靠。

④ 根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定 对复杂形状的冲裁件来说,采用复合冲裁比采用级进冲裁较为适宜,因为模具制造安装调整比较容易,且成本较低。

⑤ 根据操作是否方便与安全来确定 复合冲裁出件或清除废料较困难,工作安全性较差,级进冲裁较安全。

综上所述,对于一个冲裁件,可以得出多种工艺方案。必须对这些方案进行比较,选取在满足冲裁件质量与生产率的前提下,模具制造成本较低、模具寿命较高、操作较方便及安全的工艺方案。

(2)冲裁顺序的安排

① 级进冲裁顺序的安排

a.先冲孔或冲缺口,最后落料或切断,将冲裁件与条料分离。首先冲出的孔可作后续工序的定位孔。当定位要求较高时,则可冲裁专供定位用的工艺孔(一般为两个),如图2.5所示。

图2.5 级进冲裁

b.采用定距侧刃时,定距侧刃切边工序安排与首次冲孔同时进行,以便控制送料进距。采用两个定距侧刃时,可以安排成一前一后,也可并列安排。

② 多工序冲裁件用单工序冲裁时的顺序安排

a.先落料使坯料分离,再冲孔或冲缺口。后继工序的定位基准要一致,以避免定位误差和尺寸链换算。

b.冲裁大小不同、相距较近的孔时,为减少孔的变形,应先冲大孔后冲小孔。

工艺方案确定之后,需要进行必要的工艺计算和精选设备,为模具设计提供必要的依据。

[案例2-1] 图2.1所示连接板冲裁零件,材料为10钢,厚度为2mm,该零件年产量20万件,冲压设备初选为250kN开式压力机,要求制订冲压工艺方案。

(1)分析零件的冲压工艺性

① 材料。10钢是优质碳素结构钢,具有良好的冲压性能。

② 工件结构。该零件形状简单,孔边距远大于凸、凹模允许的最小壁厚(见图2.3),故可以考虑采用复合冲压工序。

③ 尺寸精度。零件图上孔心距40mm±0.15mm属于IT12级,其余尺寸未注公差,属自由尺寸,按IT14级确定工件的公差,一般冲压均能满足其尺寸精度要求。查公差表可得尺寸公差为:φmm;mm(见参考文献[1])。

④ 结论:可以冲裁。

(2)确定冲压工艺方案

该零件包括落料、冲孔两个基本工序,可有以下三种工艺方案。

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-落料连续冲压,采用级进模生产。

方案一模具结构简单,但需两道工序两副模具,生产率较低,难以满足该零件的年产量要求。方案二只需一副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证,且生产率也高。尽管模具结构较方案一复杂,但由于零件的几何形状简单对称,模具制造并不困难。方案三也只需要一副模具,生产率也很高,但零件的冲压精度稍差。欲保证冲压件的形状位置精度,需要在模具上设置导正销导正,故模具制造、安装较复合模复杂。通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲压生产采用方案二较好。

2.1.3 冲裁模的典型结构

冲裁模结构是否合理、先进是实现工艺方案的可靠保证,又直接影响到生产效率及冲裁模本身的使用寿命和操作的安全、方便性等。由于冲裁件形状、尺寸、精度和生产批量及生产条件不同,冲裁模的结构类型也不同。

(1)单工序冲裁模

单工序冲裁模是指在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模,如落料模、冲孔模、切边模、切口模等。

① 落料模

a.无导向单工序落料模。

图2.6是无导向单工序落料模。工作零件为凸模2和凹模5,定位零件为两个导料板4和定位板7,导料板4对条料送进起导向作用,定位板7用于限制条料的送进距离;卸料零件为两个固定卸料板3;支承零件为上模座(带模柄)1和下模座6;此外还有紧固螺钉等。上、下模之间没有直接导向关系。分离后的冲件靠凸模直接从凹模洞口依次推出。箍在凸模上的废料由固定卸料板刮下。

图2.6 无导向单工序落料模

1—上模座;2—凸模;3—卸料板;4—导料板;5—凹模;6—下模座;7—定位板

该模具具有一定的通用性,通过更换凸模和凹模,调整导料板、定位板、卸料板位置,可以冲裁不同零件。另外,改变定位零件和卸料零件的结构,还可用于冲孔,即成为冲孔模。

无导向冲裁模的特点是结构简单,制造容易,成本低。但安装和调整凸、凹模之间间隙较麻烦,冲裁件质量差,模具寿命低,操作不够安全。因而,无导向简单冲裁模适用于冲裁精度要求不高、形状简单、批量小的冲裁件。

b.导板式单工序落料模。

图2.7为导板式单工序落料模。其上、下模的导向是依靠导板9与凸模5的间隙配合(一般为H7/h6)进行的,故又称导板模。

图2.7 导板式单工序落料模

1—模柄;2,17—止动销;3—上模座;4,8—内六角螺钉;5—凸模;6—垫板;7—凸模固定板;9—导板;10—导料板;11—承料板;12—螺钉;13—凹模;14—圆柱销;15—下模座;16—固定挡料销;18—限位销;19—弹簧;20—始用挡料销

冲模的工作零件为凸模5和凹模13;定位零件为导料板10和固定挡料销16、始用挡料销20;导向零件是导板9(兼起固定卸料板作用);支承零件是凸模固定板7、垫板6、上模座3、模柄1、下模座15;此外还有紧固螺钉、销钉等。根据排样的需要,这副冲模的固定挡料销所设置的位置对冲裁起不到定位作用,为此采用了始用挡料销20。在首件冲裁之前,用手将始用挡料销压入以限定条料的位置,在以后各次冲裁中,放开始用挡料销,始用挡料销被弹簧弹出,不再起挡料作用,而靠固定挡料销对条料定位。

这副冲模的冲裁过程如下:当条料沿导料板10送到始用挡料销20时,凸模5由导板9导向而进入凹模,完成了首次冲裁,冲下一个零件。条料继续送至固定挡料销16时,进行第二次冲裁,第二次冲裁时落下两个零件。此后,条料继续送进,其送进距离就由固定挡料销16来控制了,而且每一次冲压都是同时落下两个零件,分离后的零件靠凸模从凹模洞口中依次推出。

这种冲模的主要特征是凸、凹模的正确配合是依靠导板导向。为了保证导向精度和导板的使用寿命,工作过程不允许凸模离开导板,为此,要求压力机行程较小。根据这个要求,选用行程较小且可调节的偏心式冲床较合适。在结构上,为了拆装和调整间隙的方便,固定导板的两排螺钉和销钉内缘之间距离(见俯视图)应大于上模相应的轮廓宽度。

导板模比无导向简单模的精度高,寿命也较长,使用时安装较容易,卸料可靠,操作较安全,轮廓尺寸也不大。导板模一般用于冲裁形状比较简单、尺寸不大、厚度大于0.3mm的冲裁件。

c.导柱式单工序落料模。

图2.8是导柱式单工序落料模。这种冲模的上、下模正确位置利用导柱14和导套13的导向来保证。凸、凹模在进行冲裁之前,导柱已经进入导套,从而保证了在冲裁过程中凸模12和凹模16之间间隙的均匀性。

图2.8 导柱式单工序落料模

1—螺母;2—导料螺栓;3—挡料销;4—弹簧;5—凸模固定板;6—销钉;7—模柄;8—垫板;9—止动销;10—卸料螺钉;11—上模座;12—凸模;13—导套;14—导柱;15—卸料板;16—凹模;17—内六角螺钉;18—下模座

上、下模座和导套13、导柱14装配组成的部件为模架。凹模16用内六角螺钉和销钉与下模座18紧固并定位。凸模12用凸模固定板5、螺钉、销钉与上模座紧固并定位,凸模背面垫上垫板8。压入式模柄7装入上模座并以止动销9防止其转动。

条料沿导料螺栓2送至挡料销3定位后进行落料。箍在凸模上的边料靠弹压卸料装置进行卸料,弹压卸料装置由卸料板15、卸料螺钉10和弹簧4组成。在凸、凹模进行冲裁工作之前,由于弹簧力的作用,卸料板先压住条料,上模继续下压时进行冲裁分离,此时弹簧被压缩(如图2.8左半边所示)。上模回程时,弹簧恢复推动卸料板把箍在凸模上的边料卸下。

导柱式冲裁模的导向比导板模可靠,精度高,寿命长,使用安装方便,但轮廓尺寸较大,模具较重、制造工艺复杂、成本较高。它广泛用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。

② 冲孔模 冲孔模的结构与一般落料模相似,但冲孔模有其特点,冲孔模的对象是已经落料或其他冲压加工后的半成品,所以冲孔模要解决半成品在模具上如何定位、如何使半成品放进模具以及冲好后取出既方便又安全;而冲小孔模具,必须考虑凸模的强度和刚度,以及快速更换凸模的结构;成形零件上侧壁孔冲压时,必须考虑凸模水平运动方向的转换机构等。

a.导柱式冲孔模 图2.9是导柱式冲孔模。冲件上的所有孔一次全部冲出,是多凸模的单工序冲裁模。

图2.9 导柱式冲孔模

1—下模座;2—圆柱销;3—导柱;4—凹模;5—定位圈;6~8,15—凸模;9—导套;10—弹簧;11—上模座;12—卸料螺钉;13—凸模固定板;14—垫板;16—模柄;17—止动销;18—销钉;19,20—内六角螺钉;21—卸料板

由于工件是经过拉深的空心件,而且孔边与侧壁距离较近,因此采用工件口部朝上,用定位圈5实行外形定位,以保证凹模有足够强度。但增加了凸模长度,设计时必须注意凸模的强度和稳定性问题。如果孔边与侧壁距离大,则可采用工件口部朝下,利用凹模实行内形定位。该模具采用弹性卸料装置,除卸料作用外,该装置还可保证冲孔零件的平整,提高零件的质量。

b.冲侧面孔模 图2.10为导板式侧面冲孔模。模具的最大特征是凹模6嵌入悬壁式的凹模体7上,凸模5靠导板11导向,以保证与凹模的正确配合。凹模体固定在支架上8上,并以销钉12固定防止转动。支架与底座9以H7/h6配合,并以螺钉紧固。凸模与上模座3用紧定螺钉4紧定,更换较方便。

图2.10 导板式侧面冲孔模

1—摇臂;2—定位销;3—上模座;4—紧定螺钉;5—凸模;6—凹模;7—凹模体;8—支架;9—底座;10—螺钉;11—导板;12—销钉;13—压缩弹簧

工序件的定位方法是:径向和轴向以悬臂凹模体和支架定位;孔距定位由定位销2、摇臂1和压缩弹簧13组成的定位器来完成,保证冲出的6个孔沿圆周均匀分布。

冲压开始前,拨开定位器摇臂,将工序件套在凹模体上,然后放开摇臂,凸模下冲,即冲出第一个孔,孔距累积误差较大。因此,这种冲孔模主要用于生产批量不大、孔距要求不高的小型空心件的侧面冲孔或冲槽。

图2.11是斜楔式水平冲孔模。该模具的最大特征是依靠斜楔1把压力机滑块的垂直运动变为滑块4的水平运动,从而带动凸模5在水平方向上进行冲孔。凸模与凹模6的对准依靠滑块在导滑槽内滑动来保证。斜楔的工作角度α以40°~50°为宜,一般取40°;需要较大冲裁力时,α角也可以用30°,以增大水平推力。如果为了获得较大的工作行程,α角可加大到60°。为了排除冲孔废料,应该注意开设落料孔并与下模座落料孔相通。滑块的复位依靠复位橡胶来完成,或者设计成靠弹簧或斜楔本身的另一工作角度来完成。

图2.11 斜楔式水平冲孔模

1—斜楔;2—座板;3—弹性压板;4—滑块;5—凸模;6—凹模;7—复位橡胶

工件以内孔定位,为了保证冲孔位置的准确,弹性压板3在冲孔之前先把工件压紧。该模具在压力机一次行程中冲一个孔。类似这种模,如果安装多个斜楔滑块机构,可以同时冲多个孔。孔的相对位置由模具精度来保证。其生产率高,但模具结构较复杂,轮廓尺寸较大。这种冲模主要用于冲空心件或弯曲件等成形零件的侧孔、侧槽、侧切口等。

c.小孔冲模 图2.12是一副全长导向结构的小孔冲模,与一般冲孔模的区别是:凸模在工作行程中除了进入被冲材料内的工作部分外,其余全部得到不间断的导向作用,因而大大提高凸模的稳定性和强度。该模具的结构特点如下。

图2.12 全长导向结构的小孔冲模

1—下模座;2,5—导套;3—凹模;4—导柱;6—弹压卸料板;7—凸模;8—托板;9—凸模护套;10—扇形块;11—扇形块固定板;12—凸模固定板;13—垫板;14—弹簧;15—阶梯螺钉;16—上模座;17—模柄

a)导向精度高。这副模具的导柱不但在上、下模座之间进行导向,而且对卸料板也导向。在冲压过程中,导柱装在上模座上,在工作行程中上模座、导柱、弹压卸料板一同运动,严格地保持与上、下模座平行装配。卸料板中的凸模护套精确地和凸模滑配,当凸模受侧向力时,卸料板通过凸模护套承受侧向力,保护凸模不致发生弯曲。

为了提高导向精度,排除压力机导轨移动误差的干扰,这副模具采用了浮动模柄的结构。但必须保证在冲压过程中,导柱始终不脱离导套。

b)凸模全长导向。该模具采用凸模全长导向结构。冲裁时,凸模7由凸模护套9全长导向,伸出护套后,即冲出一个孔。

c)在所冲孔周围先对材料加压。从图2.12中可见,凸模护套9伸出于卸料板冲压时,卸料板不接触材料。由于凸模护套9与材料的接触面积上的压力很大,使其产生了立体的压应力状态,改善了材料的塑性条件,有利于塑性变形过程。因而,在冲制的孔径小于材料厚度时,仍能获得断面光洁孔。

图2.13所示的是一副超短凸模的小孔冲模,这副模具冲制的零件如图2.13右上角所示。零件板厚4mm,最小孔径约为0.5t。模具结构采用缩短凸模的方法来防止在冲裁过程中凸模产生弯曲变形而折断。采用这种结构制造比较容易,凸模使用寿命较长。这副模具采用冲击块5冲击几个小凸模进行冲裁工作。小凸模2、3、4由小压板7进行导向,而小压板7由两个小导柱6进行导向。当上模下行时,大压板8与小压板7进行导向,而小压板7由两个小导柱6进行导向。当上模下行时,大压板8与小压板7先后压紧工件,小凸模2、3、4上端露出小压板7的上平面,上模压缩弹簧继续下行,冲击块5冲击小凸模2、3、4对零件进行冲孔。卸下工件由大压板8完成。这种模具冲小孔时凹模孔口落料必须通畅,防止废料堵塞,损坏凸模。冲裁的零件在凹模上由定位板9与1定位,并由后侧压块10使冲裁件紧贴定位面。

图2.13 超短凸模的小孔冲模

1,9—定位板;2~4—小凸模;5—冲击块;6—小导柱;7—小压板;8—大压板;10—侧压块

(2)复合模

复合模是一种多工序的冲模。是在压力机的一次工作行程中,在模具同一部位同时完成数道分离工序的模具。复合模的设计难点是如何在同一工作位置上合理地布置几对凸、凹模。它在结构上的主要特征是有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。按照复合模工作零件的安装位置不同,分为正装式复合模和倒装式复合模两种。

① 正装式复合模(又称顺装式复合模) 图2.14为正装式落料冲孔复合模,凸凹模6装在上模,落料凹模8和冲孔凸模11装在下模。

图2.14 正装式落料冲孔复合模

1—打杆;2—模柄;3—推板;4—推杆;5—卸料螺钉;6—凸凹模;7—卸料板;8—落料凹模;9—顶件块;10—带肩顶杆;11—冲孔凸模;12—挡料销;13—导料销

工作时,带料以导料销13和挡料销12定位。上模下压,凸凹模6外形和落料凹模8进行落料,落下的料卡在落料凹模8中,同时冲孔凸模11与凸凹模6内孔进行冲孔,冲孔废料卡在凸凹模6孔内。卡在凹模中的冲件由顶件装置顶出凹模面。顶件装置由带肩顶杆10和顶件块9及装在下模座底下的弹顶器组成。该模具采用装在下模座底下的弹顶器推动带肩顶杆10和顶件块9,弹性元件高度不受模具有关空间的限制,顶件力大小容易调节,可获得较大的顶件力。卡在凸凹模6内的冲孔废料由推件装置推出。推件装置由打杆1、推板3和推杆4组成。当上模上行至上止点时,把废料推出。每冲裁一次,冲孔废料被推下一次,凸凹模孔内不积存废料,胀力小,不易破裂。但冲孔废料落在下模工作面上,清除废料麻烦,尤其孔较多时。边料由弹压卸料装置卸下。由于采用固定挡料销和导料销,在卸料板上需钻出让位孔,或者采用伸缩式活动导料销或挡料销。

从上述工作过程可以看出,正装式复合模工作时,板料是在压紧的状态下分离,冲出的工件平面度较高。但由于弹顶器和弹压卸料装置的作用,分离后的冲件容易被嵌入边料中影响操作,从而影响了生产率。

② 倒装式复合模 图2.15为倒装式复合模。凸凹模18装在下模,落料凹模17和冲孔凸模14、16装在上模。

图2.15 倒装式复合模

1—下模座;2—导柱;3,20—弹簧;4—卸料板;5—活动挡料销;6—导套;7—上模座;8—凸模固定板;9—推件块;10—连接推杆;11—推板;12—打杆;13—模柄;14,16—冲孔凸模;15—垫板;17—落料凹膜;18—凸凹模;19—固定板;21—卸料螺钉;22—导料销

倒装式复合模通常采用刚性推件装置把卡在凹模中的冲件推下,刚性推件装置由打杆12、推板11、连接推杆10和推件块9组成。冲孔废料直接由冲孔凸模从凸凹模18内孔推下,无需附加顶件装置,结构简单,操作方便,但如果采用直刃壁凹模洞口,凸凹模内有积存废料,胀力较大,当凸凹模壁厚较小时,可能导致凸凹模破裂。

板料的定位靠导料销22和弹簧弹顶的活动挡料销5来完成。非工作行程时,活动挡料销5由弹簧3顶起,可供定位;工作时,挡料销被压下,上端面与板料平齐。由于采用弹簧弹顶挡料装置,所以在凹模上不必钻相应的让位孔。但这种挡料装置的工作可靠性较差。

采用刚性推件的倒装式复合模,板料不是处在被压紧的状态下冲裁,因而平面度不高。这种结构适用于冲裁较硬的或厚度大于0.3mm的板料。如果在上模内设置弹性元件,即采用弹性推件装置,这就可以用于冲制材质较软或板料厚度小于0.3mm,且平面度要求较高的冲裁件。

从正装式和倒装式复合模结构分析中可以看出,两者各有优缺点,见表2.8。正装式较适用于冲制材质较软的或板料较薄的平面度要求较高的冲裁件,还可以冲制孔边距离较小的冲裁件。而倒装式不宜冲制孔边距离较小的冲裁件,但倒装式复合模结构简单、又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件,卸件可靠,便于操作,并为机械化出件提供了有利条件,故应用十分广泛。

表2.8 复合模正装和倒装比较

复合模的特点是生产率高,冲裁件的内孔和外缘的相对位置精度高,板料的定位精度要求比级进模低,冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂,制造精度要求高,成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。

(3)级进模

级进模是一种工位多、效率高的冲模,也叫连续模。整个冲件的成形是在连续过程中逐步完成的。连续成形是工序集中的工艺方法,可使切边、切口、切槽、冲孔、塑性成形、落料等多种工序在一副模具上完成。根据冲压件的实际需要,按一定顺序安排了多个冲压工序(在级进模中称为工位)进行连续冲压。它不但可以完成冲裁工序,还可以有成形工序,甚至装配工序,许多需要多工序冲压的复杂冲压件可以在一副模具上完全成形,为高速自动冲压提供了有利条件。

由于级进模工位数较多,因而用级进模冲制零件,必须解决条料或带料的准确定位问题,才有可能保证冲压件的质量。根据级进模定位零件的特征,级进模有以下几种典型结构。

① 用导正销定位的级进模 图2.16为用导正销定距的冲孔落料级进模。上、下模用导板导向。冲孔凸模3与落料凸模4之间的距离就是送料步距s。送料时由固定挡料销6进行初定位,由两个装在落料凸模4上的导正销5进行精确定位。导正销5与落料凸模4的配合为H7/r6,其连接应保证在修磨凸模时的装拆方便。因此,落料凹模安装导正销的孔是个通孔。导正销头部的形状应有利于在导正时插入已冲的孔,它与孔的配合应略有间隙。为了保证首个制件的正确定距,在带导正销的级进模中,常采用始用挡料装置。它安装在导板下的导料板中间。在条料上冲制首个制件时,用手推始用挡料销7,使它从导料板中伸出来抵住条料的前端即可冲首个制件上的两个孔。以后各次冲裁时就都由固定挡料销6控制送料定位。

图2.16 用导正销定距的冲孔落料级进模

1-模柄;2—螺钉;3—冲孔凸模;4—落料凸模;5—导正销;6—固定挡料销;7—始用挡料销

这种定距方式多用于较厚板料,冲件上有孔,精度低于IT12级的冲压件冲裁。它不适用于软料或板厚t



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