连续模设计是一个复杂的系统,具体可以分为四个阶段:工艺设计、排样与概要设计、结构设计、零件设计
连续模设计注意事项:
1. 要用系统的观点,从冲压、模具制造等多方面构成的大系统中确定级进模的结构和零件方案,要重视实践经验的作用。要切合实际,确立切实可行的模具方案,同时要考虑现有的模具制造条件、冲压生产条件。
2. 级进模结构复杂,设计难度大,制造费用高,周期长,因此设计应坚持科学、严谨、求实的精神,认真分析、详细规划,务求设计合理、制造方便、满足使用要求。要充分了解产品零件加工的需求和模具制造和使用条件。
3. 模具设计和制造具有技术密集型的特点,设计和制造密切相关。随着产品市场竞争的加剧和计算机技术的发展,产品制造周期日益缩短,对模具设计和制造周期的要求也愈来愈短,因此,模具设计和制造的交叉并行已成为必然。
二、工艺设计
即是对产品零件所包括的成形工序逐一进行分析,以确定产品零件的加工工艺方案。工艺设计前应充分了解产品零件的要求及实际的生产条件(此处略去待后期专门讲解)。
三、排样设计
是以工艺设计可行为前提,具体确定级进模加工产品零件时的工序方案和模具的基本结构形式,初步给出模具的估价和制造周期,确定是否继续开展模具详细的设计和制造。毛坯排样方案对材料的利用率、冲压加工的工艺性以及模具的结构和寿命等有着显著的影响。因此,合理排样对提高材料利用率、降低产品成本有着重要意义。
1.毛坯排样方案
毛坯在板料上可截取的方位很多,这就决定了毛坯排样方案的多样性。根据排样时是否产生废料,毛坯排样可以分为有废料排样和无废料排样。冲裁时的废料可分为工艺废料和设计废料。
工艺废料,指工件之间和工件与条料之间的搭边材料,定位孔和不可避免的料头与料尾所产生的废料。
设计废料,指由于产品形状的需要,如孔的存在而产生的废料。
2.毛坯排样原则
材料利用率要尽量高。
满足产品零件冲裁及后序工序的要求,诸如:纤维方向和毛刺方向的要求;便于完成后续加工工序;
生产率要高,便于操作;安全性要好。
3. 工序排样原则
1) 工序排样应遵循的一般原则:
工序排样要保证产品零件的精度和使用要求。
工序应尽量分散,以提高模具寿命,简化模具结构。
同一工位各冲切凸模应尽量设计为相同的高度,便于刃磨。
冲孔在前,外形冲切和落料等在后。
为保证条料送进的步距精度,第一工位安排冲导正孔,第二工位设导正销,在其后的各工位上,优先在易窜动的工位设置导正销。
设置空位,可以提高凹模、卸料板和凸模固定板强度。
工件和废料应能顺利排出。
排样方案要考虑模具加工设备条件
2) 级进冲裁工序排样的基本原则是:
先冲孔,后冲外形。
复杂型孔可分解为若干简单型孔,分步进行冲裁。
工序要分散,以确保凹模有足够的强度。所有的孔不应在同一工位上冲切,最好分开。布置在同一工位及相邻工位上的冲切轮廓(包括孔)的间距不应小于凹模最小壁厚。
尺寸与形状要求高的轮廓应布置在较后的工位上冲切。
有孔位精度要求的孔应在同一工位上冲,若无法安排在同一工位上时,可安排在相近的工位上冲。
孔精度有要求并与轮廓靠近,冲外轮廓时孔可能会变形,应先冲外形后冲孔。
外形薄弱部分的冲切应安排在较前的工位上。
轮廓周界较大的冲切工艺,尽量安排在中间工位,以使压力中心与模具几何中心重合。
3) 级进弯曲模的工序排样
弯曲是冲压加工的基本工艺,级进弯曲模在弯曲模中占有很大比例。由于弯曲件的加工总是伴随着冲孔、切边、落料等工艺,所以在级进弯曲模中必然要有冲裁工艺。冲裁排样仍按前述级进冲裁模的工序排样原则。而弯曲排样要遵循以下原则:
毛刺方向一般应位于弯曲区内侧,以减少弯曲破裂的危险,改善产品外观。
弯曲线应安排在与纤维方向垂直的方位或成一定的角度。
应采用合适的措施,以减少回弹。
弯边处的孔有精度要求时,应在弯曲后再冲孔,以免因弯曲引起孔的变形。
尺寸精度要求高的弯曲件应设整形工艺。
在一个工位上,弯曲变形程度不宜太大。对弯曲行程大、角度大的弯曲件可分几次在多个工位上完成,以保证弯曲的尺寸精度要求,亦便于调试修整。
4).排样的其他注意事项
在排样中,除了注意以上原则外,还应注意:
对产品有一个全面的了解,注意客户对产品的要求。
根据产品的批量和工艺性,构思产品的成形步骤。
切边需接刀时,若客户无特殊要求,应使用圆弧接刀,以免产生较大毛刺。
对某些产品,为了后续成形方便,需增加工艺孔,应和客户磋商。注意不会影响模具和料带的强度,并尽量和导正销孔一次冲出。
四、结构设计
为级进模正式投入生产而具体地开展的设计,其结果是出模具装配图等;
结构设计原则.
尽量选用成熟的模具结构或标准结构。
模具要有足够的刚性,以满足寿命和精度的要求。
结构应尽量简单、实用,要具有合理的经济性。
能方便地送料,操作要简便安全,出件容易。
模具零件之间定位要准确可靠,连接要牢固。
要有利于模具零件的加工。
模具结构与现有的冲压设备要协调。
模具容易安装,易损件更换方便。
五、零件设计
同结构设计一起,为级进模正式投入生产而具体地开展的设计,其结果是模
具零件图。
1、冲子设计
1).冲子的分类:
按冲子断面形状可分为简单形状和复杂形状两种;
按刃口形状可分为平刃、斜刃和其它专用冲子;
按固定方法可分为台阶固定、螺钉固定、压板固定等;
按结构形式可分为整体式、镶拼式、直通式、阶梯式和带护套式
2)冲子结构的基本形式:
圆冲子
机械加工冲子
2、镶件设计:
1). 冲子固定板镶件
目的:便于改模;便于更换料号。
设计要点:
形状力求简单,便于加工;
要具有防呆功能;
与固定板单边间隙0.01mm;与冲子单边间隙0.01mm
2).卸料板镶件
目的:便于改模;便于更换料号;磨损了可以更换,即提高模具寿命。
设计要点:
要具有防呆功能;
与卸料板单边间隙0mm;与冲子单边间隙一般取0.003mm;冲子外形复杂或外形尺寸大时单边间隙可放宽0.005mm—0.0080mm。
固定方式: 倒角 、靠肩
避位:导板,产品上的凸起。
3).冲裁刀口镶件
A.加工方式:一般有线割加工和PG 加工两种。
线割加工刀口:直刀面2~3mm,落料斜度一般取1°,线割表面粗糙,冲细小废料之刀口易堵料;
PG 加工刀口:将模仁设计成分体式,直刀面2~3mm,落料斜度一般取30',表面光洁度好。
B.冲裁间隙:一般取冲裁单边间隙为(3~5%)*t;具体取值大小还要视材质,料厚,废料形状及模仁材质而定;同加工方式也有关。
线割加工选取间隙要比PG 加工大;
被加工材料脆、硬;冲裁间隙适当放大;
模仁材质为SKD11 时冲裁间隙要比硬质合金来的小;
废料形状简单冲裁间隙要取小;以防跳屑。
C.固定方式:
压板、螺钉压住;
分体式模仁用斜锲闭紧;
导板压住。
D.模仁壁厚设计注意事项:
加减垫片的方便性;
足够强度。
模仁设计要具有防呆功能。
4).成型凹模镶件
成形凸模与模仁的间隙为一个料厚t;
固定方式:
螺钉压住;
导板压住;
靠肩(不易维修 )