模具第一章序论.pptx
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1、冷 冲 压 模 具 设 计 主讲人 刘泽明第一,共47。前言(qinyn) 模具在汽车、拖拉机、飞机、家用电器、工程机械、动力机械、冶金、机床、兵器、仪器仪表、轻工、日用五金等制造业中,起着极为重要的作用;模具是实现上述行业的钣金件、锻件、粉末冶金件、铸件、压铸件、注塑件、橡胶件、玻璃件和陶瓷件等生产的重要工艺装备。采用模具生产毛坯或成品零件,是材料成形的重要方式之一,与切削加工相比,具有(jyu)材料利用率高、能耗低、产品性能好、生产效率高和成本低等显著特点。第二,共47。从20世纪80年代初开始,工业发达国家的模具工业,已从机床工业中分离出来,并发展成为一个(y)独立的工业部门,而且其产值
2、已超过机床工业的产值。改革开放以来,中国的模具工业发展十分迅速;近年来,一直以每年15%左右的增长速度快速发展。目前,中国约有17000多个模具制造厂点,从业人数60多万;2001年中国模具工业总产值达320亿元人民币,中国模具工业的技术水平取得了长足的进步。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越多且越来越高的要求,巨大的市场需求推动着中国模具工业更快地发展。2001年中国大陆制造业对模具的市场总需求量约为430亿元人民币;今后几年仍将以每年10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅。早在1989年,在国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中,模
3、具(mj)被列为机械工业技术改造序列的首位。97年以来,又相继把模具(mj)及其加工技术和设备列入当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。第三,共47。课程(kchng)安排总课时:40内容:分九个部分:导论、冲裁模、弯曲模、拉深模、成型(chngxng)模、复合模、级进模、模具材料、加工方法及计算机三维实体模具设计。考核方式:设计一套冲压模具。要求:学生课后要自已阅读讲义和参考书。第四,共47。第一章 序论(x ln) 第一节 冲压的基本(jbn)工序及模具 第二节 冲压模具的典型结构 第三节 冲压模具主要零、部件的结构和设计第五,共47。 二、主要(zhyo)冲压
4、工序的分类及相应模具(一)冲孔落料 模具简图 工序特征 工序简图 工序名称 类别用模具沿封闭线冲切板料,冲下的部分为废料用模具沿封闭线冲切板料,冲下的部分为工件冲裁用剪刀或模具切断板料,切断线不是封闭的 切断分离工序第六,共47。主要(zhyo)冲压工序的分类及相应模具(二) 切边 模具(mj)简图 工序(gngx)特征 工序简图 工序名称 类别用模具将工件边缘多余的材料冲切下来用模具将板料局部切开而不完全分离,切口部分材料发生弯曲 切口分离工序第七,共47。主要(zhyo)冲压工序的分类及相应模具(三)翻边起伏(qf)(压肋) 模具(mj)简图 工序特征 工序简图工序名称类别用模具将板料上的
5、孔或外缘翻成直壁用模具将板料局部拉伸成凸起和凹进形状成形用模具使板料弯成一定角度或一定形状 弯曲变形工序 拉深 用模具将板料压 成任意形状的空 心件第八,共47。整形(zhng xng) 模具(mj)简图 工序(gngx)特征 工序简图 工序名称 类别将工件不平的表面压平;将原先弯曲或拉深件压成正确形状用模具对空心件加向外的径向力,使局部直径扩张用模具对空心件口部施加由外向内的径向压力,使局部直径缩小 缩口变形工序主要冲压工序的分类及相应模具(四) 胀形第九,共47。 冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。 冲压主要(zhyo)是利用冲模对板料进行加工。 冷加工:常温下进行的板料冲压加
6、工。第十,共47。第一节 冲压的基本工序(gngx)及模具一、冲压的基本工序(两大类) 分离工序 塑性变形工序1、分离工序:是使冲压件与板料沿要求的轮廓线相互分离,并获得一定断面质量的冲压加工方法。2、塑性变形工序:是使冲压毛坯在不破坏的条件下发生(fshng)塑性变形,以获得所要求的形状、尺寸和精度的冲压加工方法。 为了提高劳动生产率,常将两个以上的基本工序合并成一个工序 复合工序 第十一,共47。 二、主要冲压(chngy)工序的分类及相应模具(一)冲孔落料 模具简图 工序特征 工序简图 工序名称 类别用模具沿封闭线冲切板料,冲下的部分为废料用模具沿封闭线冲切板料,冲下的部分为工件冲裁用剪
7、刀或模具切断板料,切断线不是封闭的 切断分离工序第十二,共47。主要冲压工序(gngx)的分类及相应模具(二) 切边 模具(mj)简图 工序(gngx)特征 工序简图 工序名称 类别用模具将工件边缘多余的材料冲切下来用模具将板料局部切开而不完全分离,切口部分材料发生弯曲 切口分离工序第十三,共47。主要冲压工序(gngx)的分类及相应模具(三)翻边起伏(qf)(压肋) 模具(mj)简图 工序特征 工序简图工序名称类别用模具将板料上的孔或外缘翻成直壁用模具将板料局部拉伸成凸起和凹进形状成形用模具使板料弯成一定角度或一定形状 弯曲变形工序 拉深 用模具将板料压 成任意形状的空 心件第十四,共47。
8、整形(zhng xng) 模具(mj)简图 工序(gngx)特征 工序简图 工序名称 类别将工件不平的表面压平;将原先弯曲或拉深件压成正确形状用模具对空心件加向外的径向力,使局部直径扩张用模具对空心件口部施加由外向内的径向压力,使局部直径缩小 缩口变形工序主要冲压工序的分类及相应模具(四) 胀形第十五,共47。 本节列举冲裁、弯曲、拉深等几套比较典型的冲压模具,介绍它们的工作原理和模具的基本(jbn)结构。 1、冲裁模 例:垫圈的落料、冲孔复合冲裁模第二节 冲压模具(mj)的典型结构第十六,共47。2、弯曲(wnq)模例:压弯U形冲压件的弯曲(wnq)模结构工作时,毛坯靠定位销12和卸料板8定
9、位。滑块下行,首先由凸模4与压料板14压紧毛坯,然后开始弯曲。夹紧力靠顶杆13传递冲床下部气垫(q din)的压力。弯曲后,再由顶杆13和压料板14将冲压件顶出模口。如果冲压件夹在凸模上,则由卸料板8退下冲压件。第十七,共47。3、落料、拉深模例:单动冲床上使用的落料拉深复合模 工作时,送入的毛坯托在凹模21、压边圈17和承料板27上。依靠挡料销8和导料销28定好位置。上模下行时,由卸料板4将毛坯压住,凸凹模10开始(kish)落料,随后进行拉深。此时,压边圈17通过顶杆19靠弹簧31的力紧紧的压住了毛坯,防止拉深时起皱。上模回程时,压边圈17将冲压件从凸模15上顶出,卡在凸凹模10内,直到推
10、杆13碰到冲床的打料横梁,推动推件块14将冲压件顶出。 该模具采用的由压边圈17、顶杆19、弹簧31及29、30、32组成的弹性压边装置,直接装在模具上,用来防止拉深时的起皱。如果冲压件的拉深深度较深,需要的压边力又较大时,则应采用附设在冲床上的拉深气垫进行压边。 第十八,共47。4、双动拉深模(介绍(jisho)双动冲床用拉深模的工作原理)拉深凸模3固定在冲床内滑块1上,而压边圈4固定在外滑块2上。在每次冲压行程开始时,外滑块带动压边圈下降(xijing),压在毛坯的外边缘上,并在此位置上停止不动,随后内滑块也带动凸模下降(xijing),并开始进行拉深变形。当冲压过程结束后,紧跟着内滑块的
11、回升,外滑块也带动压边圈回复到最上位置。这时冲床工作台下部的顶出装置将冲压件由模具推出。有时也利用外滑块完成拉深前的落料工作。第十九,共47。第三节 冲压(chngy)模具主要零、部件的结构和设计冲模零、部件工艺构件辅助构件导向零件固定零件紧固及其他零件工作零件定位零件压料、卸料及出件零部件螺钉销钉键上、下模座模柄凸、凹模固定板垫板限位器导柱导套导板导筒卸料板推件装置顶件装置压边圈定位板、定位销挡料销导正销导尺(侧压)侧刃凸模凹模凸凹模其他弹簧、橡胶垫第二十,共47。一、工作(gngzu)零件 工作零件包括: 冲裁、弯曲、拉深等各种工序中所用(su yn)模具的凸模、凹模及凸凹模等。第二十一,
12、共47。二、定位(dngwi)零件 二是在与送料方向垂直方向上的定位,通常称为(chn wi)送进导向,如图中的销b,c。毛坯在模具中的定位有两个内容:一是在送料方向(fngxing)上的定位,用来控制送料的进距,通常称为挡料。 如图中所示的销a。第二十二,共47。1、定位(dngwi)板和定位(dngwi)销单个毛坯进行冲压加 工时,一般采用定位 板或定位销定位。其 主要形式如前图与右 图所示。 右图中a,b用于毛坯 以外形(wi xn)定位;c,d用 于毛坯以内孔定位。第二十三,共47。2、挡料销 * 挡料销的作用:保证条料送进时有准确 的送进距。 * 挡料销的结构形式可分为三种(sn z
13、hn): 固定挡料销、 活动挡料销、 始用挡料销。第二十四,共47。1)固定(gdng)挡料销左图a,b所示为固定挡料销,送进时,需要人工抬起条料送进,并将挡料销套入下一个孔中,向前抵住搭边而定位。其中a是圆柱头式挡料销,挡料销的固定部分和工作部分的直径差别很大,不至于削弱凹模的强度,并且制造简单,使用方便。其一般装固在凹模上,适用于带固定卸料板和弹性卸料板的冲模。其中b是钩形挡料销,其固定部分的位置可离凹模的刃口(rn ku)更远一些,有利于提高凹模强度。但此种挡料销由于形状不对称,为防止转动需另加定向装置。适用于加工较大、较厚材料的冲压件。第二十五,共47。2)活动(hu dng)挡料销
14、挡料销在送进方向带有斜面,送进时当搭边碰撞斜面使挡料销跳跃搭边而进入下一个孔中时,然后将条料后拉,挡料销便抵住搭边而定位。每次送料都要先送后拉,做方向相反(xingfn)的两个动作。适用于厚度大于0.8mm的冲压材料,因为废料需带有一定的强度,如料太薄,则顶不起带有弹簧的挡料销。第二十六,共47。3)始用挡料销 这种挡料销用于条料送进的首次(shu c)定位 。使 用时,用手压出挡料销,条料定位后,在弹簧 的作用下挡料销自动退出。第二十七,共47。3、导正销为了保证级进模冲裁件内孔和外缘的相对位置精度,在级进模中的定位可采用如图所示的导正销。导正销安装在落料凸模的工作端面上,落料前导正销先插入
15、已冲好的孔中,确定(qudng)内孔和外形的相对位置,消除送料和导向中产生的误差。设计有导正销的级进模时,挡料销的位置,应保证导正销在导正条料过程中条料活动的可能。挡料销的位置e可由以下公式计算 e=c 式中 c送料步距; D落料凸模直径; d挡料销头部直径; 0.1导正销往前推的活动余量1-导正销 2-挡料销第二十八,共47。4、导尺采用条料或带料冲裁时,一般选用导尺或导料销来导正材料的送进方向。导尺常用于单工序模和级进模,导料销是导尺的简化形式,多用于有弹性卸料板的单工序模,其结构形式如1-11图。导尺的厚度根据条料的厚度、质量情况和工件的定位形式而定。导尺两侧定位部分之间的距离,应等于条
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