沖壓模具設計中的嚴格控制和設計要求
引言
冷沖壓就是將各種不同規(guī)格的板料或坯料辑奔,利用模具和沖壓設備(壓力機牙硫,又名沖床)對其施加壓力,使之產(chǎn)生變形或分離累换,獲得一定形狀棺玫、尺寸和性能的零件。一般生產(chǎn)都是采用立式?jīng)_床待插,因而決定了沖壓過程的主運動是上下運動竭撇,另外,還有模具與板料和模具中各結構件之間的各種相互運動捷妥。
機械運動可分為滑動你义、轉動和滾動等三種基本運動形式,在沖壓過程中都存在摩潮,但是各種運動形式的特點不同况既,對沖壓的影響也各不相同。
既然沖壓過程存在如此多樣的運動组民,在沖壓模具設計中就應該對各種運動進行嚴格控制棒仍,以達到模具設計的要求;同時臭胜,在設計中還應當根據(jù)具體情況莫其,靈活運用各種機械運動,以達到產(chǎn)品的要求耸三。
沖壓過程的主運動是上下運動乱陡,但是在模具中設計斜楔結構、轉銷結構仪壮、滾軸結構和旋切結構等蛋褥,可以相應把主運動轉化為水平運動、模具中的轉動和模具中的滾動睛驳。在模具設計中這些特殊結構是比較復雜和困難烙心,成本也較高,但是為了達到產(chǎn)品的形狀乏沸、尺寸要求淫茵,卻不失為一種有效的解決方法牡科。
沖裁模具
沖裁工藝的基本運動是卸料板先與板料接觸并壓牢,凸模下降至與板料接觸并繼續(xù)下降進入凹模师莫,凸桂喂、凹模及板料產(chǎn)生相對運動導致板料分離,然后凸狮消、凹模分開成揍,卸料板把工件或廢料從凸模上推落,完成沖裁運動搪古。卸料板的運動是非常關鍵的冻款,為了保證沖裁的質量,必須控制卸料板的運動赁霉,一定要讓它先于凸模與板料接觸筝赶,并且壓料力要足夠,否則沖裁件切斷面質量差谬碱,尺寸精度低舰桑,平面度不良,甚至模具壽命減少蠢挡。
按通常的方法設計落料沖孔模具弧岳,往往沖壓后工件與廢料邊難以分開。在不影響工件質量的前提下业踏,可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位塊禽炬,以使落料沖孔運動完成后,凹模卸料板先把工件從凹模中推出堡称,然后凸凹模卸料板再把廢料也從凸凹模上推落,這樣一來艺演,工件與廢料也就自然分開了却紧。
對于一些有局部凸起的較大的沖壓件,可以在落料沖孔模的凹模卸料板上增加壓型凸模胎撤,同時施加足夠的彈簧力晓殊,以保證卸料板上壓型凸模與板料接觸時先使材料變形達到壓型目的,再繼續(xù)落料沖孔運動伤提,往往可以減少一個工步的模具巫俺,降低成本。
有些沖孔模具的沖孔數(shù)量很多肿男,需要很大沖壓力柿癞,對沖壓生產(chǎn)不利,甚至無足夠噸位的沖床皂州,有一個簡單的方法哩讶,是采用不同長度的2~4批沖頭甲祖,在沖壓時讓沖孔運動分時進行,可以有效地減小沖裁力誊配。
對那些在彎曲面上有位置精度要求高的孔(例如對側彎曲上兩孔的同心度等)的沖壓件鞍伟,如果先沖孔再彎曲是很難達到孔位要求的,必須設計斜楔結構请状,在彎曲后再沖孔秀吧,利用水平方向的沖孔運動可以達到目的。對那些翻邊铝儒、拉深高度要求較嚴需要做修邊工序的醒腹,也可以采用類似的結構設計。
彎曲模具
彎曲工藝的基本運動是卸料板先與板料接觸并壓死吊磕,凸模下降至與板料接觸勃犬,并繼續(xù)下降進入凹模,凸挎狸、凹模及板料產(chǎn)生相對運動扣汪,導致板料變形折彎,然后凸锨匆、凹模分開崭别,彎曲凹模上的頂桿(或滑塊)把彎曲邊推出,完成彎曲運動恐锣。卸料板及頂桿的運動是非常關鍵的茅主,為了保證彎曲的質量或生產(chǎn)效率,必須首先控制卸料板的運動土榴,讓它先于凸模與板料接觸诀姚,并且壓料力一定要足夠,否則彎曲件尺寸精度差玷禽,平面度不良赫段;其次,應確保頂桿力足夠矢赁,以使它順利地把彎曲件推出糯笙,否則彎曲件變形,生產(chǎn)效率低蹈瑟。對于精度要求較高的彎曲件夯铡,應特別注意一點,最好在彎曲運動中相誓,要有一個運動死點闷墅,即所有相關結構件能夠碰死。
有些工件彎曲形狀較奇特贡按,或彎曲后不能按正常方式從凹模上脫落缰畦,這時确列,往往需要用到斜楔結構或轉銷結構,例如肥稠,采用斜楔結構我昵,可以完成小于90度或回鉤式彎曲,采用轉銷結構可以實現(xiàn)圓筒件一次成型玫桅。
值得一提的是芬角,對于有些外殼件,如電腦軟驅外殼哭振,因其彎曲邊較長彻秆,彎頭與板料間的滑動,在彎曲時结闸,很容易擦出毛屑唇兑,材料鍍鋅層脫落,頻繁拋光彎曲沖頭效果也不理想桦锄。通常的做法是把彎曲沖頭鍍鈦扎附,提高其光潔度和耐磨性;或者在彎曲沖頭R角處嵌入滾軸结耀,把彎頭與板料的彎曲滑動轉化為滾動留夜,由于滾動比滑動的摩擦力小得多,所以不容易擦傷工件图甜。
拉深模具
拉深工藝的基本運動是碍粥,卸料板先與板料接觸并壓牢,凸模下降至與板料接觸黑毅,并繼續(xù)下降嚼摩,進入凹模,凸矿瘦、凹模及板料產(chǎn)生相對運動枕面,導致板料體積成形,然后凸刹震、凹模分開司逗,凹那嫒簦滑塊把工件推出环自,完成拉深運動。
卸料板和滑塊的運動非常關鍵漂肖,為了保證拉深件的質量辰襟,必須控制卸料板的運動,讓它先于凸模與板料接觸躯括,并且壓料力要足夠赏赔,否則拉深件容易起皺杏恍,甚至裂開;其次應確保凹睦拙耄滑塊壓力足夠胆狐,以保證拉深件底面的平面度。
拉深復合模設計合理肺灭,可以很好地控制結構件的運動過程虱而,達到多工序組合的目的。例如典型的落料拉深切邊沖孔復合模具的設計开泽。
另外牡拇,有些裝飾品和日用品的拉深件需要有卷邊(或滾邊)工序,模具設計中也用到了滾軸結構穆律,所以在卷邊過程中滾動的摩擦力非常小惠呼,不容易擦傷工件表面。
對那些需要在馬達中旋轉的拉深結構件,切邊的高度峦耘、跳動度等要求相當高剔蹋,需要在模具中設計特別的旋切結構,利用旋轉(切)運動修邊贡歧,不僅能保證切邊的尺寸精度高滩租,甚至切邊的毛刺及沖切紋路亦相當美觀。值得一提的是利朵,此旋切結構在實際設計改良后律想,已經(jīng)非常易于模具加工制作,并且已運用于連續(xù)拉深模具當中绍弟。
連續(xù)模具
連續(xù)模具中常常同時包括了沖裁霸碰、彎曲和拉深等沖壓工藝,因而其沖壓過程中的機械運動也包括了這三種工藝的基本運動模式郁表,對連續(xù)模具中運動的控制匣描,應分成各基本工藝分別進行控制。
通常連續(xù)模具要求不斷加快沖壓速度罕腿,提高生產(chǎn)效率桶眠,有些形狀較復雜、較特別的沖壓件看群,其沖壓運動較費時沦煤,在連續(xù)模具設計中可以分解成效率較高的沖壓運動。
需要特別指出的是涯锅,連續(xù)模具因為在實際生產(chǎn)中還牽涉到送料機寇祈、吹風裝置等,在設計中應充分考慮到這些因素,讓沖床勋崇、模具憋庙、送料機和吹風裝置的運動在時間上配合好,連續(xù)模具才能真正順利生產(chǎn)取视。
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