小孔沖裁彎曲多工位級進(jìn)模具設(shè)計

小孔沖裁彎曲多工位級進(jìn)模具設(shè)計 摘要：順?biāo)湍＞呤悄＞咴O(shè)計中最重要，也是最難的一種模具，其設(shè)計繁瑣而且復(fù)雜，而且質(zhì)量也很難保障。通過對順?biāo)湍＞呓Y(jié)構(gòu)的研究，本文對順?biāo)湍＞叩脑O(shè)計過提出了一種新的設(shè)計理念，簡化了順?biāo)湍＞叩脑O(shè)計過程，提高了設(shè)計質(zhì)量。關(guān)鍵詞：順?biāo)湍＞?；模具組件；浮動型芯  如圖1所示為零件圖，材料：MATERIAL：EGC-QS 20/20，厚度為T=0.8，經(jīng)分析所使用的沖床為PUNCHING MACHINE：110T 。 圖1 零件圖 該零件所涉及到的工序較多，而且精度的要求又很高，若采用常用的單工序?；驈?fù)合膜，很難達(dá)到要求，故適合采用順?biāo)湍ＴO(shè)計，根據(jù)零件本身的特征，結(jié)合零件的技術(shù)要求，再考慮零件的經(jīng)濟(jì)性能，設(shè)計了如圖 2 所示的的排樣圖。 圖2 排樣圖 結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特征，從定位精度，及保證零件的使用性能等要求，設(shè)計出如下的順?biāo)湍＞撸夁M(jìn)模）結(jié)構(gòu)簡圖，如圖 3 所示。 圖3 模具結(jié)構(gòu)簡圖 1 各模板的作用、材料及熱處理要求1.1 上模座作用：與沖床相連接，承受沖擊力，緩震。要求；較好的強(qiáng)度與韌性。材料：A3或55#，不需要熱處理。1.2 固定墊板作用：承受沖頭傳遞的沖擊載荷。要求：較高的強(qiáng)度、硬度和一定的韌性；無定位精度要求。材料：YK30或D2，熱處理58度。1.3 固定板作用：固定沖頭和內(nèi)導(dǎo)柱。要求：由于不承受載荷，故材料無要求，不需要熱處理。1.4 卸料墊板作用：承受卸料組件和卸料板鑲塊的沖擊載荷。要求：材料有較高的硬度、強(qiáng)度。材料：與固定墊板一樣的材料和熱處理要求。1.5 卸料板作用：卸料、壓料、導(dǎo)向（模具合模時，卸料板先把條料壓緊在凹模板上，保證條料不產(chǎn)生 移動、走料、扭曲的現(xiàn)象；模具分模時卸料板卸料）。要求：模板有很好的硬度，并且長時間的變形量極小，耐磨性能好。材料：SKD11，熱處理硬度HRC60。1.6  凹模板作用：固定鑲塊、與卸料板一起壓緊條料、作為刃口使用。要求：較好的強(qiáng)度、硬度、承受大的沖擊力。 材料：SKD11  熱處理硬度HRC60。1.7 凹模墊板作用：與卸料墊板相似。材料：D2 熱處理硬度 HRC58。1.8 下模座作用：與上模相似（一般比上模座稍厚）。材料：A3 或55#   不需要熱處理。1.9 墊鐵作用：A、調(diào)節(jié)模具高度以適應(yīng)壓力機(jī)的閉合高度。       B、調(diào)節(jié)模具下型的高度、以適應(yīng)壓力機(jī)送料器的高度。       C、方便叉車搬運(yùn)模具。1.10  限位柱作用：防止模具在工作過程中由于空打或者重打而損壞模具。材料：55#鋼，熱處理HRC45。 2 結(jié)構(gòu)組件2.1 卸料組件（1）ZA卸料組件構(gòu)成：絲堵、彈簧、墊片、套筒、螺釘。作用：連接卸料板組件與固定板組件、提供壓料力卸料力。設(shè)計注意點(diǎn)：要求分布均勻，保證卸料板受力均勻。（2）ZB卸料組件構(gòu)成：絲堵、彈簧、墊片、套筒。作用：提供壓料力卸料力、不起連接的作用。（3）ZB2卸料組件構(gòu)成：絲堵、彈簧。作用：提供壓料力卸料力、不起連接的作用、當(dāng)壓縮量不夠時使用。（4） Zc卸料組件（如圖 4 所示）構(gòu)成：墊片、套筒、螺釘。作用：起連接的作用，不提供力。 圖4 卸料組件     以上的卸料組件主要在上型提供壓料力、卸料力，通常情況下卸料力為沖裁 力的30%左右，選取SWB的彈簧（MISUMI標(biāo)準(zhǔn)）。在合理布局的同時應(yīng)盡可能多的設(shè)置卸料組件，因為卸料力大有利于產(chǎn)品外形平整，并且使沖壓工程中 不易走料，產(chǎn)品不易變形。（彈簧的壓縮量要小于其極限壓縮量）（5）彈簧、絲堵、螺釘?shù)年P(guān)系 絲堵的底孔稍大于彈簧的外徑，彈簧的內(nèi)徑大于螺釘頭的直徑，保證卸料組 件不產(chǎn)生干涉，能夠正常使用。2.2 浮升銷組件構(gòu)成：浮升銷、絲堵、彈簧。作用：（A）導(dǎo)料：條料與浮升銷間隙為0。10。2MM，條料在浮升銷內(nèi)移動。         （B）托料：托起條料，便于工序件的送進(jìn)。          （C）卸料：把條料從導(dǎo)正銷上卸下，避免導(dǎo)正銷帶料。（1）保證條料的送料高度，使不產(chǎn)生工序件在送進(jìn)過程中與下型浮塊，頂針沖頭、吹氣銷碰撞干涉的現(xiàn)象。即工序件的最低處應(yīng)高于下型最高處（在送料方向）（2）卸料板躲避的確定A、躲避深度的確定    原則：不產(chǎn)生損壞條料的情況。設(shè)計尺寸如圖 5 所示B、躲避直徑的確定    比浮升銷直徑單邊大mm （3）彈簧的選擇    選用鋼絲彈簧（WL、WM）必須保證有足夠的托料力和允許的彈簧壓縮量。 圖5 卸料板   2.3 頂針組件作用：卸料，通常使用在折彎，倒面，U曲，箱曲，刻印，抽孔，凸包等情況下。構(gòu)成：絲堵，彈簧，頂針。原則：根據(jù)摩擦力的大小確定彈簧，頂針的類型。注：在單發(fā)模中要注意頂針的高度與內(nèi)，外定位的關(guān)系。外定位直邊的高度大于頂針超過模板面的高度大于內(nèi)定位的高度。   當(dāng)下型有浮塊時，為保證擺放產(chǎn)品不傾斜，故頂針的高度應(yīng)與浮塊高度一致。2.4 導(dǎo)正銷組件作用：對條料進(jìn)行導(dǎo)正。構(gòu)成：導(dǎo)正銷 導(dǎo)正孔，如圖 6 所示；導(dǎo)正銷 上卸料套 下卸料套，如圖 7 所示。 圖6  導(dǎo)正銷導(dǎo)正孔 圖7  導(dǎo)正銷 上卸料套 下卸料套 彈簧 (1) 結(jié)構(gòu)1的導(dǎo)正銷超出卸料板的長度為0.9倍的材料厚度，下型導(dǎo)正孔的直徑比導(dǎo)正銷的直徑(雙邊間隙)大0.02mm。產(chǎn)品上的預(yù)沖孔比導(dǎo)正銷的直徑(雙邊間隙)大0.020.03mm。(2) 結(jié)構(gòu)2的導(dǎo)正銷超出卸料板的長度為1mm，上卸料套超出卸料板的長度為 2 mm，下卸料套超出模板的高度應(yīng)比送料高度略低(約0.5mm)。注：為保證條料上不留下壓痕,上卸料套的直徑應(yīng)比下卸料套的直徑小并且上卸料套的卸料力應(yīng)小于下卸料套。 (一般上卸料套選取WF類型彈簧，下卸料套選取WL類型彈簧。)注：上型卸料套的卸料力小于上型卸料套的卸料力的原因。 當(dāng)下卸料套的力大時，在模具合模過程中，條料是被卸料板壓住下行(而不是被上卸料套壓住下行)上卸料套已躲入卸料板中，使的導(dǎo)正銷能夠?qū)霔l料，完成導(dǎo)正作用。2.5 導(dǎo)料板送料組件作用：條料送料和初始定位。構(gòu)成：導(dǎo)料板、導(dǎo)料墊板、螺釘、銷釘、頂針、彈簧、絲堵。工作過程：送料器送料、導(dǎo)料板導(dǎo)料、頂針抬料。注：頂針不能夠把條料頂死在導(dǎo)料板上，必須留有間隙，以便于條料的送進(jìn)，如圖 8 所示。 圖8 導(dǎo)料板送料組件 2.6 氣柱當(dāng)進(jìn)行上U曲或者箱曲時，為了保證足夠的壓料力，卸料力，必須使用氣柱提供氣壓。注：氣壓穩(wěn)定，力不隨著行程的的改變而改變，并且力的大小便于控制調(diào)節(jié)。 3 標(biāo)準(zhǔn)件的作用及選擇3.1 外導(dǎo)柱作用：模具的上下型合模時起初始導(dǎo)向的作用設(shè)計注意點(diǎn)：合理考慮外導(dǎo)柱的長度,不能夠產(chǎn)生上下相碰撞或者導(dǎo)柱穿過模座碰到?jīng)_床的情況。(一般要求是當(dāng)模具合模時在內(nèi)導(dǎo)柱進(jìn)入內(nèi)導(dǎo)套前,外導(dǎo)柱必須已經(jīng)進(jìn)入內(nèi)導(dǎo)套3040mm)注：當(dāng)采用MISUMI標(biāo)準(zhǔn)PM類型外導(dǎo)柱時，下模座孔直徑小于20mm時，由銑刀加工，片側(cè)00.03mm。(直徑大于20mm時，由鏜刀加工)上模座導(dǎo)套孔由鏜床加工，片側(cè)0.13.2 內(nèi)導(dǎo)柱作用：模具合模時精確導(dǎo)向設(shè)計注意點(diǎn)：（1）在墊板上開設(shè)通氣槽；（2）墊板鉆孔，防止導(dǎo)柱碰到墊板；（3）根據(jù)導(dǎo)柱的公差及模板淬火情況確定導(dǎo)柱固定部分和導(dǎo)向部分模板線切割片側(cè)（一般固定部分為過盈配合，導(dǎo)向部分為間隙配合）。3.3 定位銷作用：（1）定位模板與其墊板；（2）定位模板組與模座；（3）合模時定位上型與下型。配合關(guān)系：過渡配合（例：當(dāng)銷釘?shù)墓顬?.0050.01時，銷釘孔的線切割片側(cè)為+0.005mm。 4 輔助裝置4.1 探誤銷作用：檢測是否產(chǎn)生條料送料錯位構(gòu)成：絲堵、探測銷、彈簧、感應(yīng)器原理：在導(dǎo)正銷進(jìn)入條料導(dǎo)正孔前探測銷已先進(jìn)入導(dǎo)正孔檢測是否產(chǎn)生送料錯位現(xiàn)象，送料錯位的允許值由探測銷直徑與導(dǎo)正銷直徑的差值控制。（例如：導(dǎo)正銷的直徑為D探測銷的直徑為D-0.5，則允許送料誤差為0.25），如圖 9 所示。 4.2 限位柱（壓料間隙為0.80.9倍的材料厚度）（1）外限位柱作用：當(dāng)沒有被加工材料時,防止模具內(nèi)加強(qiáng)筋,刻印沖頭損壞。（2）內(nèi)限位柱作用：（A）與外限位柱作用相同；（B）在初始送料當(dāng)卸料板壓住材料時避免卸料板由于受力不均而發(fā)生傾斜導(dǎo)致憋斷沖頭的現(xiàn)象。（3）壓料槽 作用：與內(nèi)限位相同，效果更好，不過加工量太大，如圖 10 所示。 圖9 探誤銷 圖10 壓料槽 5 順?biāo)湍＞呖傮w布局（如圖11所示）注意點(diǎn)：（1）保證產(chǎn)品基準(zhǔn)孔到導(dǎo)正銷距離為整數(shù)。（2）導(dǎo)正銷，浮升銷到模板零線的距離為整數(shù)。（3）單邊切邊的后刃片側(cè)為0，在平面圖里標(biāo)注為CR0.0。（4）切斷沖頭的側(cè)刃到導(dǎo)正銷的距離為整數(shù)。（5）切斷沖頭的側(cè)刃到模板的最小距離為18。（6）沖裁邊到模板邊尺寸控制在6070之間。 圖11 順?biāo)湍＞呖傮w布局（下型） 6 結(jié)束語順?biāo)湍＞呤悄＞咴O(shè)計中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，一直是模具設(shè)計人員最頭痛的地方，本文結(jié)合生產(chǎn)實際，總結(jié)一套很切合實際的設(shè)計過程，有其值得借鑒的地方，有一定的實用價值。