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冷压模具的结构

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发表于 2011-2-28 09:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
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。
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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) 3 n9 M) u9 n$ k

# Y% `- [- D: z8 o" _, c1.1 正装模具的结构特点 $ [% @* p1 v" C/ p% J& h
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。 # v# c  h2 }( P& [0 g& ?! z

* [0 o' d% g  r1 t1.2 正装模具结构的优点
/ k5 Z& `" x5 [(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。
* C5 e/ Y7 `8 ]; r( W5 o(2)使用及维修都较方便。 " @2 c$ `; q2 l9 W$ @
(3)安装与调整凸、凹模间隙较方便(相对倒装模具而言)。 3 o  n7 D. D$ u9 W# @3 `2 Z
(4)模具制造成本低,有利于提高企业的经济效益。
( I* J7 L$ |% s4 e(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)。
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- ]& D! n" j9 z1.3 正装模具结构的缺点 2 j" R- N! F9 ]& r0 G
(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。 - |+ [% L9 A7 X( a9 a  c6 V1 _: V
(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。 . w, o2 n+ m: e& i" a& y* k
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1.4 正装模具结构的选用原则 $ ]& @; R( o6 Q) l
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。
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: n) `$ A4 v" ~- D2 何时选用倒(反)装模具结构
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  d. @7 }: ]( t) Z1 Y& `4 {$ S( g" \2.1 倒装模具的结构特点
& [) |; q% u) _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。
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' O- p# y7 K6 t" F/ v1.上模座 2.顶杆 3.卸料圈固定座 4.凸模座 5.卸料圈 ! q- m4 x1 T7 b  ]' e
6.凸模 7.工件 8.凹模 9打料杆 10.上模座: u3 Z- J  h3 V! k6 l

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& J/ p% ]" C. a6 ^! @+ }2.2 倒装模具结构的优点 + A/ c; Y+ g! @) @+ }3 I- u
(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。 1 ?& I5 {% T+ z/ b" Q* F6 y! @
(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。
/ f! U' s: _+ ~4 ~0 s(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。
8 F! F* l4 D6 k(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。
. V5 B& c0 N9 V(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)。
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) F. R2 W' q% v- E& a" ^( \2.3 倒装模具结构的缺点
; M0 ^2 e' H  C5 P. D) K7 N(1)模具结构较复杂(相对正装模具而言)。 2 t; y; R; T+ r: z7 |: M$ ~
(2)安装与调整凸凹模之间的间隙较困难(相对正装模而言)。
! F/ P7 K; F+ W4 w3 P% R/ |(3)工件或废料的排除麻烦(最好使用压缩空气将其吹走)。 # _) O1 B! J7 k4 A/ J

! f, u6 W( u. Z8 e* |* k: @! |0 P2.4 倒装模具结构的选用原则
% d% f! r! u) \6 [8 Q- Y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。
! t) k1 C8 Z4 t* p8 e9 o) W# D3 ], O6 P. m  O6 V: m& ?% Z/ E  V) m( L
3 何时选用单工序模具结构
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3.1 单工序模具结构的特点
% o1 p& j; |3 T, L" R" \) J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。
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3.2 单工序模具结构的优点
; m% s3 \& ]! S3 z0 c$ m(1)模具结构简单,制造周期短,加工成本低; . N. Y7 z3 Z1 T# 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。 2 O! r$ w. `4 g( c; B! g0 v4 u- A
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3.3 单工序模具结构的缺点
& }; K& a& O7 z( O1 l# z(1)制件精度不高; * }) p- t' ^' D6 l2 |9 X8 _( G  w7 e
(2)生产效率低。 + ^+ g- S9 e2 ]: s7 b: z
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3.4 单工序模具结构的选用原则 + B; Y+ U1 ~0 g& U" p
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。 $ K+ s$ U" C# z; j  p
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4 何时选用复合模具结构 " V) c& o! T% w5 h  ~* y9 E
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4.1 复合模具结构的特点
; X6 H7 x3 e8 q; t2 b) k2 m  [: G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。
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1.下模座 2.落料凹模 3.压边圈 4.拉伸凸模 5.凸凹模
% ?8 ^! [( A8 |6.工件 7.卸料板 8.打料板 9上模座 10.顶杆
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4.2 复合模具结构的优点
' k& V8 b4 K) C& P3 C1 @(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。
/ b' _& p. l0 p/ v: `: @(2)生产效率高。 ! P, y/ k) m4 h/ f! G
(3)模具结构紧凑,面积较小。 * }# s8 T( h: d4 e" w  i

: y, M% n" P; }/ d" w2 F7 o4.3 复合模具结构的缺点 ; S& D6 d. o# j8 @! B+ S0 V6 q
(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。 7 p5 Z- @4 u4 s
(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)。
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4.4 复合模具结构的选用原则 - K. ]$ H) @4 v* b1 p9 h" F  ]* x
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。 # ]4 {6 D& P% c/ e( [
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5 结束语   h* C5 o( \- Y: q" ^8 B) r& h2 f8 w
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。即有利的一面,也有弊的一面。十全十美的事物是不存在的。因此我们在选用模具结构时,应根据各种模具的结构形式,权衡利弊,综合加以考虑。绝不能根据条条、框框,生搬硬套。应充分根据每个生产企业的生产规模、冲压设备状况和模具加工能力的实际情况,灵活掌握。总之,只要我们每个模具工作者互相交流经验,取长补短、敢于创新、敢于探索、勇于实践,就一定会有许多结构新颖、简单、使用维修方便、操作安全的模具结构涌现出来。
发表于 2012-3-9 13:45 | 显示全部楼层
好文章!!!支持下!!!
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