沖壓模具設(shè)計(jì)知識沖壓模具設(shè)計(jì)知識(1)第一步:產(chǎn)品圖的公差縮放縮放原理:由于產(chǎn)品沖出來之后,總是存微小的毛邊:其內(nèi)孔一般偏小,外形一般偏大,至于毛邊的大小,與沖裁間隙和沖子,刀口的鋒利程度有關(guān):沖裁間隙越大,毛邊俞大,沖子,刀口鈍化后,毛邊也會增大,故沖子,刀口沖了一定的時間后,常常需要將刃口磨去0.3~1.0,其毛邊到底大多少也與材料厚度有關(guān):一般薄材(T<=0.5)雙邊大0.01~0.02,厚材(T>0.5)大0.01~0.05第二步:產(chǎn)品圖的尺寸展開展開原理:利用體積不變的原則:用某一截面的總面積去除以材料厚度可得到該方向的展開長度,其實(shí)展開就是同一尺寸也因各人經(jīng)驗(yàn)而羿,沒有絕對的一個數(shù)值,只要在公差范圍即可.展開要點(diǎn):步驟如下1:看懂產(chǎn)品圖,想象出它的立體形狀以及具體細(xì)節(jié)的形狀(展開前的基本要求)2:弄清楚產(chǎn)品的材厚和材質(zhì)3:具體展開計(jì)算1):用體積法(一般適合有變薄的彎曲)2):用展開計(jì)算公式由于產(chǎn)品在彎曲過程中有的地方被拉長或壓縮但總可以找到某一層的彎曲線長度是不變的,這一不變的層叫中心層(不是中間層),我們就是利用中心層來進(jìn)行展開的;因此,我們要想進(jìn)行展開,就必須找出中心層,如圖2設(shè)中心層系數(shù)為K,彎曲內(nèi)半徑為r,材料厚度為t,彎曲角為a,L1,L2為直線部分長度,展開長度值為L,,那么則有L=L1+L2+2π(r+kt)a/360中心層系數(shù)K的大小根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可按下列公式選取1):當(dāng)r/t<=0.50時k=0.252):當(dāng)0.5<r/t<=1.0時k=0.25~0.303):當(dāng)1.0<r/t<=2時k=0.30~0.354):當(dāng)2.0<r/t<=4時k=0.35~0.405):當(dāng)r/t>4.0時k=0.40~0.50此公式適合一切材料厚度的彎曲展開計(jì)算,具體在實(shí)踐應(yīng)用中,當(dāng)R/t取上限時,K也應(yīng)取上限值,如當(dāng)R/t=1.0時,K=0.304:當(dāng)包圓時,此時展開計(jì)算公式已和上面不一樣,因?yàn)榘鼒A時,內(nèi)圓受到擠壓,外圓被拉伸,但擠壓大于拉伸,所以材料變薄很小,或者幾乎不變,中性層接近中間層其展開長度中心層K的系數(shù)與材料厚度和包圓內(nèi)r有關(guān)1):當(dāng)r/t<=3.0時,中心層系數(shù)K=0.45~0.552):當(dāng)3.0<r/t<=6.0時,中心層系數(shù)K=0.55~0.653):當(dāng)6.0<r/t<=15.0時,中心層系數(shù)K=0.65~0.704):當(dāng)15.0<r/t<=30.0時,中心層系數(shù)K=0.70~0.505):當(dāng)r/t>30.0時,中心層系數(shù)K=0.505:通過查表,找出中心層系數(shù)的大小,再進(jìn)行展開計(jì)算也行,在此不作詳細(xì)敘述6:產(chǎn)品的圓角處理:產(chǎn)品上的圓角一般保持不變它,但若是尖角,當(dāng)t<=0.5時,一般用最小圓角R0.15去擬化它;當(dāng)t>0.5時,用最小圓角R0.2~0.3去擬化它,對于產(chǎn)品上R0.1的圓角,盡量用R0.15去代替;對于R<0.1的圓角或清角,如果是重要尺寸(改變會影響功能)則不變它,采用過切來達(dá)到要求.第三步:料帶排樣設(shè)計(jì)排樣原理:一根料帶經(jīng)過沖孔落料壓毛邊拉伸抽芯彎曲成形各個工序,最后形成產(chǎn)品的過程,現(xiàn)在你做的如何組織這些工序:哪個在前,哪個在后,總共要多少工序,各工序之間互相調(diào)協(xié),使其承前繼后,合情合理。排樣設(shè)計(jì):步驟如下1:確定產(chǎn)品展開尺寸后,根據(jù)產(chǎn)品的毛邊方向,確定沖裁和成形方向,無毛邊要求時一般不受限制;若產(chǎn)品上有毛邊方要求時,這時一定要注意它的沖裁和成形方向:向下還是向下成形)沖孔毛邊留在刀口面,落料毛邊留在沖子面:一般機(jī)箱外殼類零件出于使用美觀和安全性能要求,其毛邊要留在產(chǎn)品的里邊(成形的內(nèi)邊)如果圖紙上有毛邊要求時,則要按要求去做,沒寫毛邊要求應(yīng)盡量讓毛邊留在里邊,若成形更方便,也可留在外邊.2:依據(jù)產(chǎn)品展開尺寸,粗略估算步距(PITCH=產(chǎn)品該方向最大長度+1.0~2.0-中間有連接帶除外)用ARRAY命令做出橫排,縱排,對稱排,交錯排,斜排(很少用)幾種方案,進(jìn)行分析,比較,綜合,在保證產(chǎn)品順利生產(chǎn)出來的前提下,選擇最佳方案.具體注意以下幾點(diǎn):1):第一要考慮這樣排成形是否容易和穩(wěn)定,后一工序是否對前一工序已成形好的產(chǎn)生破壞作用,或者后一工序無法成形,沖子和入子強(qiáng)度是否足夠2):第二要考慮料帶在模具中能否順利送料,前一工序成形之后能否繼續(xù)平穩(wěn)送到下一工序包括考慮浮升高度和連接帶的位置及強(qiáng)度，浮升高度越低越好,一般不起過下模板厚度的1/2:因?yàn)樘咭滓饠[動,料帶定位不準(zhǔn)和變形;連接帶(又叫載體-CARRY)有以下幾種形式:1>:無連接帶,屬于無廢料排樣,零件外形往往具有對稱性和互補(bǔ)性,通常采用單PIN切斷落料或雙PIN一個落料一個切斷,2>:邊料連接帶,是利用條料搭邊廢料作為載體的一種形式,這種載體傳送料帶強(qiáng)度較好,簡單,主要用于落料型排樣中,3>:單連接帶,是在產(chǎn)品條料的一側(cè)留出一定寬度的材料,并在適當(dāng)位置與產(chǎn)品相連接,實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品條料的運(yùn)送,一般適合切邊型排樣,4>:雙連接帶,是在產(chǎn)品條料的兩側(cè)分別留出一定寬度的材料,并在適當(dāng)位置與產(chǎn)品兩邊相連接,實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品條料的運(yùn)送,它比單連帶運(yùn)送更順利,料帶定位精度更高,它適合產(chǎn)品兩端都有接口可連,特別適合材料(t<=0.4)較薄時,料帶運(yùn)送強(qiáng)度較弱的情況5>:中心連接帶,與單載體相似,是在產(chǎn)品條料的中間留出一定寬度的材料,并與產(chǎn)品前后兩邊相連它比前者節(jié)省材料,在彎曲工件排樣中應(yīng)用較多;因?yàn)閷?dǎo)正銷孔在中間常引起拉料,故常需在引導(dǎo)針中間交錯加一些彈性頂料定位針,連接帶的選取總結(jié)如下:產(chǎn)品展開之后,仔細(xì)分析產(chǎn)品的各個部位,哪些地方需要成形,哪些地方是僅僅落料,然后在落料的地方選擇恰當(dāng)?shù)奈恢靡鲞B接帶,使之既能保證料帶的平穩(wěn)運(yùn)送,又不影響產(chǎn)品的成形;至于選擇什么類型的連接帶,要根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)而定.確定產(chǎn)品展開尺寸后,根據(jù)產(chǎn)品的毛邊方向,確定沖裁和成形方向,無毛邊要求3):第三當(dāng)碰到L形彎曲或產(chǎn)品單排時材料利用率太低,可考慮對稱排交錯排,這樣對稱成形受力均勻,成形穩(wěn)定;或者材料利用率可大大提高4):第四要考慮沖裁PIN數(shù)和步距(主要針對接插件類小端子產(chǎn)品,一般五金外殼類或較大工件為單PIN).5):第五要考慮材料利用率,盡可能提高材料利用率,降低生產(chǎn)成本3:確定排樣方案后,這時應(yīng)該對整個產(chǎn)品沖壓和成形過程有一個基本的認(rèn)識,怎樣去安排這些工序的先后關(guān)系,應(yīng)做到心中有數(shù):即先沖哪里,后沖哪里,先成形哪步,后成形哪步,以及某一成形工序能否一次成形出來還是分兩步。注意點(diǎn):沖子材料常用:SKD11,SKH9,當(dāng)沖子過小時(如PG)也可用WC.2>下模入子和夾板入子為了防止裝反,常進(jìn)行倒C角處理:C角大小常取C1.0~3.0,脫板入子由于有吊耳存在,可防止裝反,一般不倒C角;成形沖子有吊耳或壓板槽的存在,也可防止裝反,故常不倒C角,成形入子可倒C角。注:倒不倒C角,并沒嚴(yán)格要求,由設(shè)計(jì)人員習(xí)慣決定,不過對于那些極容易誤認(rèn)為對稱而實(shí)際不對稱的零件必須倒C角處理3>模板入子在線割時,一般先打一穿線孔才能線割,所以在畫模板框口和入子時要在沖子刀口封閉線內(nèi)畫一個?0.6~1.5穿線孔標(biāo)識符﹐功能有兩個:A>:這一穿線孔位置可供線切割參考:合理的話,加工人員就在該位置打出穿線孔,不合理,加工人員不一定在該處打穿線孔B>:另一個作用方便設(shè)計(jì)和組模人員檢驗(yàn)和查詢內(nèi)孔和外形之間的相對位置關(guān)系以便發(fā)現(xiàn)錯誤,至于這一孔打在那個位置,由刀口大小而定:如果沖子刀口的最小寬度尺寸>10mm,那么就在離內(nèi)孔邊緣線5mm任一處打一穿線孔標(biāo)識符減少線割面積,節(jié)約成本;如果<10mm就在內(nèi)孔長寬最大處打一穿線孔標(biāo)識符,盡量用鉆床鉆出穿線孔常為%%C3,如果最小寬度尺寸均<4mm,常用打孔機(jī)(同放電原理相同)打出穿線孔;如果<0.3,其刀口常采用鑲拼式組合而成。4>模板入子之間距離的設(shè)定:兩入子之間距離既不能太大也不能小,太大工站排得松散加長了模板尺寸,增加了材料成本;太小模板強(qiáng)度減弱,降低了模具壽命,通常兩入子(包括成形入子)之間的距離至少要>1.5,如少于1.5:要么割通兩入子連在一起,要么把這一工站排到下一工站去;有時還要考慮料帶被抬起的平穩(wěn)性該位置有必要安裝導(dǎo)正浮升梢或頂料梢或浮升塊時而該處有沒有位置:如沒位置,這一工站同樣要排到下一工站去。5>模板沖子刀口入子加工間隙的確定:a:硬材和碎材:沖子與刀口之間的單邊間隙一般取材料厚度的5~7%,常取5%﹐如不銹鋼SUS304-1/2H,3/4Hb:軟材:沖子與刀口之間的單邊間隙一般取材料厚度的3~5%,常取4%如黃銅,磷銅,鋁材,不銹鋼301c:對于沖壓材料厚度<=0.2時,其沖子刀口單邊間隙常取0.01,因?yàn)樵傩r受到模具精度的限制d:間隙究竟放在沖子上還是刀口上呢?:對于沖孔,一般以凸模為基準(zhǔn),間隙放在刀口上,對于落料,一般以凹模為基準(zhǔn),間隙放在沖子上;在連續(xù)模中一般是沖產(chǎn)品以外的廢料部分,相當(dāng)沖孔,因此間隙放在刀口上,對于單邊切斷型,相當(dāng)落料,其間隙放在刀口上,不過這種形式,也可以不放間隙;在沖孔落料復(fù)合模中,一般凸凹模,內(nèi)外脫共享,因此存在間隙歸屬問題,一般以凹模(又叫母模)為基準(zhǔn),凸模(又叫公模)單邊負(fù)多少.至于內(nèi)外脫,其間隙一般以公母模來相配合.至于這個間隙要不要畫出來因各廠習(xí)慣而羿:有的廠不畫出來,沖子和刀口一樣大,只是在刀口旁邊加注解說明如:下模入子:單+0.01T=25.0SKD11刀口深2.0以下斜1.0%%d落屑;而有的廠要求直接畫出來,只須寫刀口直線位落屑斜度沖子:單+0.0L=50.5SKD11下模入子:單+0.01T=25.0SKD11刀口深2.0以下斜1.0%%d落屑內(nèi)外模共享:以外模為基準(zhǔn)內(nèi)模單邊-0.01公母模直線位各3.0B>:刀口直線位及落屑斜度:直線位過長和落屑斜度太小時,易出現(xiàn)堵料,直線位過短和落屑斜度太大,雙削弱對刀口強(qiáng)度,因此必有一恰當(dāng)?shù)闹?實(shí)踐證明:對于t<0.8的材料,刀口直線位取2.0,落屑斜度取1°較佳;t>0.8時,刀口直線位取3.0,落屑斜度取1°;對于那些弱小的沖子,為了防止常斷,其刀口常采取直接割斜度0.2°不留直線位且刀口常做雙層結(jié)構(gòu),這樣減小沖裁力。C>:入子(包括刀口入子,成形入子及沖子)內(nèi)外形間隙的確定由于這些入子或沖子要直接裝入模板或入子,因此存在要不要間隙問題,且這個間隙放在模板上還是入子外形上:為了畫圖的方便,一般都習(xí)慣把間隙放在模板上,并且這個間隙也不畫出來,只是在加工注解欄里說明:如異形孔,單邊正多少,有沖子圓孔要在旁邊加代號,再在注解欄說明:如F:3-4.00(沖子孔,割單+0.007),下面就夾板脫板下模入子間隙進(jìn)行說明:a:夾板僅僅起固定沖子或入子作用,因此它的間隙取得較大,這樣便于裝配,如果夾板做入子,入子外形與夾板的單邊間隙通常取+0.005~0.01,不做入子,刀口沖子與成形沖子和夾板的單邊間隙取+0.005~0.01.b:脫板起導(dǎo)向沖子和脫料作用,因此它的間隙取得較小,如果脫板做入子,入子外形與脫板的單邊間隙通常取+0.003~0.005,不做入子,刀口沖子與成形沖子和脫板的單邊間隙取+0.003~0.005.如果沖子與刀口之間的單邊間隙>=0.02時,刀口沖子與成形沖子和脫板的單邊間隙也可以取+0.005~0.01不過必須保證它的間隙<沖子與刀口的間隙.c:下模板為刀口板,在沖壓過程中,沖子和入子存在摩擦力,在分模沖子往上走時,其入子受到一種向上的摩擦力,有一種向上的運(yùn)行的趨勢,為了防止入子帶出模面,其入子與模板的單邊間隙通常取0.0的緊配合,為了安全起見,下模入子常常還要壓住:究竟要不要壓與沖速和沖裁料厚有關(guān),看情況而定.D>:下模入子要不要壓住:分幾種