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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) % F# z# h; J& Q, D9 z
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1.1 正装模具的结构特点 / F; `- U$ p0 |/ r& u/ V3 b- v
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。
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1.2 正装模具结构的优点 ( m" O% D3 w6 x/ f
(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。 / d* D# a# L0 N! t
(2)使用及维修都较方便。 / |' g  L  B0 F! m6 m0 q
(3)安装与调整凸、凹模间隙较方便(相对倒装模具而言)。 ( Z  X  c- S5 F" \1 S0 w
(4)模具制造成本低,有利于提高企业的经济效益。 : m) w+ E9 A8 k! W
(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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1.3 正装模具结构的缺点
" h) t: J9 e* I& {(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。 . ^6 Z" W, E4 x4 f) d- K. U* f! T
(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。 + ^" @  e; R+ r7 X' J
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1.4 正装模具结构的选用原则
' j& A$ k2 X4 [) z7 B" H# k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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2 何时选用倒(反)装模具结构 2 u! e* _3 K+ k( K+ K8 X+ U* Z
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2.1 倒装模具的结构特点 & t( d/ x: f, p/ ^8 |, g7 t
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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1 ~' l% V/ I/ ^; `8 S7 W0 f) k1.上模座 2.顶杆 3.卸料圈固定座 4.凸模座 5.卸料圈 / \) r0 m2 a& P/ v( B
6.凸模 7.工件 8.凹模 9打料杆 10.上模座; w: Y1 v4 S: Q
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2.2 倒装模具结构的优点 9 n! b" p( Z* Q& P! Y3 q
(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。 ' P/ j" u; n- Q8 Y- Y' d
(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。 ) e9 O$ o2 h$ w& {  T& j
(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 w9 O7 P0 h+ m1 `! B( a
(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。
# D& e* @, D4 Z: D0 X. W(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)。 ( D  x) Y2 _. D3 R3 l

9 ~! L3 ]4 k4 K/ `" e: O6 t6 n2.3 倒装模具结构的缺点 ! a$ w! S8 G1 u& T; }
(1)模具结构较复杂(相对正装模具而言)。 7 F2 p$ R8 e4 Z  n
(2)安装与调整凸凹模之间的间隙较困难(相对正装模而言)。 9 a+ b$ d8 z/ k
(3)工件或废料的排除麻烦(最好使用压缩空气将其吹走)。 . Y, m# I) F" x$ v  _
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2.4 倒装模具结构的选用原则
. G/ k/ U0 R3 g/ X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。 ( L* K! T7 Q; w5 f4 f0 I9 c
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3 何时选用单工序模具结构 1 A) d+ J! @6 m7 a# ?' I
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3.1 单工序模具结构的特点
  L, ?9 X4 N7 j2 N8 D5 r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。 / [; G& F" W' g# J) o4 |
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3.2 单工序模具结构的优点 / B0 v7 z. Q7 ~( `
(1)模具结构简单,制造周期短,加工成本低;
, J, S4 k; ~1 ](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。 ; }( W0 v5 l" Y, x1 B1 y

2 F4 h# ]1 ^( m3.3 单工序模具结构的缺点 - U  c3 Q( _9 l" a; w/ X( Z7 ~
(1)制件精度不高;
* ]3 s+ Q  g! L' t% \(2)生产效率低。
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( r8 {" U+ l% K- j% X9 N! a5 J3.4 单工序模具结构的选用原则 2 x) G) C: G, w& m: J( D( [
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) \  h5 J* B' P

+ ~7 `9 u( N2 R- I# R! A4 何时选用复合模具结构
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) I5 ^9 I+ ~+ F' f. Q: v9 r4.1 复合模具结构的特点 # \% L3 u( G% _& r, m
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。 $ t7 g9 \9 S, ]0 ^3 D- [
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# q% p0 ^* O+ I/ Q- E. \& m1.下模座 2.落料凹模 3.压边圈 4.拉伸凸模 5.凸凹模
* M- k+ [& Q; A+ l' Q. i2 E6.工件 7.卸料板 8.打料板 9上模座 10.顶杆7 \2 p5 s" ^( B
, r# n0 l; q7 }7 m) ~

7 O% }% i. C+ u* t% L- S4.2 复合模具结构的优点 $ D/ ?& e+ ~1 \5 M% |
(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。 9 h7 l3 ~( U- I
(2)生产效率高。 2 W# Y' |# E3 X" _2 M
(3)模具结构紧凑,面积较小。 7 H5 K8 K# g' L# H/ r

, y& X7 \4 Q6 T2 b, T4.3 复合模具结构的缺点 9 l# A: s7 t. U  @: ?) }! x
(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。
; d* M7 {) |; P8 i) p* @# d' b(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)。 ; X1 h( a" M% T

) Y: M  t0 c4 m; ?1 z- y. Z6 z, S$ P4.4 复合模具结构的选用原则
9 p6 a; s" M3 y2 I1 c% ^; 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。
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, |0 I. E. }/ k( A  A6 Z' G1 L9 L5 结束语
* B6 @9 @1 i3 U2 S/ ]8 r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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