摘要]本文简述了几种冷冲压模具的结构,并通过分析、比较,说明了在何种情况下,选用什么样的模具结构形式,更合理、更实用。4 {* p, w' }) B9 n1 o5 A
主题词]冷却压模具 结构
- M: h1 v1 p" ]1 Z1 \- t7 S 经过多年冷冲压模具的设计实践使我深深体会到,设计的冷冲压模具的结构是否合理,是否好用,对能否生产出合格的工件,开发的新产品能否成功,是至关重要的。一套模具,结构简单的不过几十个零部件组成。但是,我们绝不能小看它。在刚开始设计时,是选何种模具结构形式,是选正装模具结构(即凹模安装在下模座上)呢?还是倒(反)装模具结构(即凸模安装在下模座上)?是选单工序模具结构呢?还是选复合模具结构?这是摆在我们每个模具工作者面前的一个非常值得深入探讨的话题,这里面是大有文章可做的。: C; Z& o0 o( }3 r, y) z) r
1 何时选用正装模具结构(由于加精度要求不高,生产批量不大的工件,在很多生产企业都普遍存在。故只讨论无导向装置的单工序模)6 A. }* B) n! L+ x& i2 l
1.1 正装模具的结构特点
7 f# W+ k" O6 X$ v# L 正装模具的结构特点是凹模安装在下模座上。故无论是工件的落料、冲孔,还是其它一些工序,工件或废料能非常方便的落入冲床工作台上的废料孔中。因此在设计正装模具时,就不必考虑工件或废料的流向。因而使设计出的模具结构非常简单,非常实用。
1 A- i7 {# ` V- C8 } 1.2 正装模具结构的优点
0 E$ t6 S. {& A$ O (1)因模具结构简单,可缩短模具制造周期,有利于新产品的研制与开发。
9 A/ M, T! L7 l (2)使用及维修都较方便。/ W3 ]# M% ]) r2 h1 x
(3)安装与调整凸、凹模间隙较方便(相对倒装模具而言)。
7 e* Q; b9 T- u3 u0 H" g (4)模具制造成本低,有利于提高企业的经济效益。
: _5 T/ u/ e2 f9 o0 b4 ^ (5)由于在整个拉伸过程中,始终存在着压边力,所以适用于非旋转体件的拉抻(参看五金科技,1997;6:42~44)。' t6 \) S" z& i( s6 E( d- v
1.3 正装模具结构的缺点
! g) @6 T( Q# S. t (1)由于工件或废料在凹模孔内的积聚,增加了凹模孔内的小组涨力。因此凹必须增加壁厚,以提高强度。; E- q6 M; c$ h( {. z" \
(2)由于工件或废料在凹模孔内的积聚,所以在一般情况下,凹模刃口就必须要加工落料斜度。在有些情况下,还要加工凹模刃口的反面孔(出料孔)。因而即延长了模具的制作周期,又啬了模具的加工费用。' K- g/ a) D7 u1 ~
1.4 正装模具结构的选用原则
$ H" i q: @3 t7 A6 P2 } 综上所述可知,我们在设计冲模时,应遵循的设计原则是:应优先选用正装模具结构。只有在正装模具结构下能满足工件技术要求时,才可以考虑采用其它形式的模具结构。
8 E, D8 j% M) p5 b3 T 2 何时选用倒(反)装模具结构: G! w% ~, ~' l( \0 A# n3 ?
2.1 倒装模具的结构特点& i6 X) g7 I: y# k" C2 w! _
倒装模具的结构特点是凸模安装在下模座上,故我们就必须采用弹压卸料装置将工件或废料从凸模上卸下。而它的凹模是安装在模座上,因而就存在着如何将凹孔内的工件或废件从孔中排出的问题。图1这套倒装模是利用冲床上的打料装置,通过打料杆9将工件或废料打下,在打料杆9将工件或废料打下的一瞬间,利用压缩空气将工件或废料吹走,以免落到工件或坯料上,使模具损坏。另外需注意的一点就是,当冲床滑块处于死点时,卸料圈5的上顶面,应比凸模高出约0.20~0.30mm。即必须将坯料压紧后,再进行冲裁。以免坯料或工件在冲裁时移动,达不到精度要求。 上模座 2.顶杆 3.卸料圈固定座 4.凸模座 5.卸料圈 6.凸模 7.工件 8.凹模 9打料杆 10.上模座
6 p1 U3 `+ a0 u; I7 D4 V6 ^9 k 2.2 倒装模具结构的优点
; r' b2 [6 k4 k: H+ T (1)由于采用弹压卸料装置,使冲制出的工件平整,表面质量好。8 z8 t' C+ Y2 t2 \! b# E5 ]
(2)由于采用打料杆将工件或废料从凹模孔中打下,因而工件或废料不在凹模孔内积聚,可减少工件可废料对孔的涨力。从而可减少凹模的壁厚,使凹模的外形尺寸缩小,节约模具材料。( b( ] `* w1 r& u# ^+ {: F
(3)由于工件或废料不在凹模孔内积聚,可减少工件或废料对模刃口的磨损,减少凹模的刃磨次数,从而提高了凹模的使用寿命。
1 _! J1 U* O5 \& d- `7 V0 _' G* s (4)由于工件或废料不在凹模也内积聚,因此也就没有必要加工凹模的反面孔(出料孔)。可缩短模具制作周期,降低模具加工费用。
( ?; [5 M, n6 u1 Y (5)由于压边力只在平板坯料没有完全被拉入凹模前起作用,所以适用于旋转体体的拉伸。如图2中的圆筒形件(参看五金科技,1997;6:42~44)。
+ E3 |0 N0 d2 u! X# s 2.3 倒装模具结构的缺点/ t* e7 Y5 ^3 F1 c2 f4 I" q: n! E
(1)模具结构较复杂(相对正装模具而言)。- z$ t: g8 v; r3 ~; b! u
(2)安装与调整凸凹模之间的间隙较困难(相对正装模而言)。
! b& e# j$ e! U& B (3)工件或废料的排除麻烦(最好使用压缩空气将其吹走)。
) r1 _9 E! F! B; @: u2 ` 2.4 倒装模具结构的选用原则
- A3 ]9 N& r! B/ V/ B5 Q7 X! Q! B 综上所述可知,只有当工件表面要求平整、外形轮廓较复杂、外形轮廓不对称、或坯料较薄时的冲裁,以及旋转体件拉伸时,才选用倒装模具结构。
; w$ H0 g+ K9 C2 O 3 何时选用单工序模具结构* I: r0 k7 ]4 |, h
3.1 单工序模具结构的特点1 z: e/ G' ~% h! F
所谓单工序模具结构,就是在冲床的一次行程内,只能完成一道工序。
5 c" F, a$ a9 ]7 M) i" \ 3.2 单工序模具结构的优点 ^) k5 V2 S0 q/ E% g
(1)模具结构简单,制造周期短,加工成本低;" z7 U, w! R) m7 y, H# ^4 J( K9 n
(2)模具通用性好,不受冲压件尺寸的限制即适合于中小型冲压的生产;也适合于一些外形尺寸较大、厚度较厚的冲压件的生产。4 m7 p/ ]" n2 W; j
3.3 单工序模具结构的缺点0 p0 H- V2 Y4 s
(1)制件精度不高;+ ]4 A0 q6 v: Q% J7 {( \( V
(2)生产效率低。7 a8 n/ R8 ~7 E; F) `. @
3.4 单工序模具结构的选用原则9 `' X( n) k5 ?8 s- _# {, o" S1 X
综上所述可知,对一些精度要求不高,生产批量不大的工件,采用单工序模具还是比较合适的。尤其是现在我们国家实行的是社会主义市场经济。新产品的开发与研制对每个企业来说,都是至关重要的。而对一些需要冲压生产的新产品来说,就提出了一个要求:要求研制周期短,开发速度快,制造成本低。因内有这样开发出的磨擦产品才能迅速占领市场。而在这一点上,单工序模具就更能满足这一要求,所以就显得更实用一些。- b) a; S; q. t+ q2 x. Y g
4 何时选用复合模具结构% x4 Z9 D4 N9 ~3 A# x, O2 Z6 I
4.1 复合模具结构的特点
: K0 C8 X( d x* o0 \- n# \/ G! u 所谓复合模具结构,就是在冲床的一次行程内,完成两道以上的冲压工序。在完成这些工序过程中,冲件材料无需进给移动。图2就是一套落料、拉伸的圆筒形件的复合模具。这套模具的工艺流程必须是先落料、后拉伸。因只有这样才不致于使圆筒形件拉裂。为保证这一工艺流程的顺利进行,就必须使落料凹模2的高度h1,比拉伸凸模4的高度h2,高出约1.2t~1.5t(t为料厚)。另外需注意的一点就是,当冲床滑块处于上死点时,压边圈3的上顶面,应比落料凹模2的高度h1,高出约0.20~0.30mm。即必须将坯料压紧,再进行冲裁。在整个冲压过程中,压边圈3起的作用是,在冲裁开始时,先将坯料压紧;而当拉伸完成后,又将工件6从拉伸凸模4下顶出。即一个零部件在一套模具中起到两种作用。另外打料板8在这套复合模中起到的作用,与《对几种拉伸模具结构的探讨》)刊登在《五金科技》,1997;6:42~44)这篇文章中论述的打料板7起的作用是一致的,所以就不再赘述了。总之,出发点只有一个,即为了使设计出的模具结构简单、实用,就应最大限度的发挥每一个零部件的功能。
2 K6 L' H5 R8 G2 l% V 1.下模座 2.落料凹模 3.压边圈 4.拉伸凸模 5.凸凹模 6.工件 7.卸料板 8.打料板 9上模座 10.顶杆 : v2 Z j( w/ F% }" x
4.2 复合模具结构的优点
* o! T& h* s4 f' t0 {) s (1)制件精度高。由于是在冲床的一次行程内,完成数道冲压工序。因而不存在累积定位误差。使冲出的制件内外形相对位置及各件的尺寸一致性非常好,制件平直。适宜冲制薄料和脆性或软质材料。
1 Q/ Q H9 q9 h4 s (2)生产效率高。 n; B) D3 l7 R
(3)模具结构紧凑,面积较小。
- R4 u( {% X0 B) D/ F. H 4.3 复合模具结构的缺点$ c" n+ N0 T# b8 _- l
(1)凸凹模璧厚不能太薄(外形与内形、内形与内形),以免影响强度。. e' |! p+ p6 P R) i
(2)凸凹模刃磨有时不方便。尤其是在凸凹模即冲裁,又成形的情况时。如图2中的凸凹模5(如生产批量大,条件许可时,可将凸凹模刃口部分和盛开部分分开设计)。8 m( x: V! m0 t5 d F
4.4 复合模具结构的选用原则
! K$ c: r4 k" J# U4 Z) j5 A 综上所述可知,只有当制件精度要求高,生产批量大,表面要求平整时,才选用复合模具结构。% r# \+ E! w2 m2 t: J. N
5 结束语
3 W4 O, s; Q3 P O5 K6 N; Y% Y 通过以上对几种模具结构的分析、比较,我们可以看出。模具结构也如同世界上的任何事物一样,都存在两重性。 |