数控冲床模具设计（有图纸）数控冲床模具设计(有图纸)摘要当前在板金冲压加工领域,数控转塔冲床以其冲压速度快、加工精度高、模具通用性强、产品灵活多样等特点,得到广泛应用。

本文介绍了数控冲床模具的设计,分析了模具工位的配置,选用注意事项,装配保养,以及加工时的注意点。

并阐述了模具的力学性能要求和模具结构对安全的影响!下文论述数控转塔冲床模具在使用和维护中应遵循的一些技术要点,并针对实际问题提出相应的解决办法。

关键词:模具结构,模具性能,模具装配目录一、引言 (3)二、模具工位配置 (3)三、模具选用的注意事项 (4)1、标准模具的选用 (5)四、模具的装配及保养 (6)五、模具的间隙 (8)六、凹凸模刃口尺寸的设计计算 (9)七、加工时的注意点 (9)设计计算 (9)2、注油润滑 (12)3、带料及废料反弹 (12)八、模具的力学性能要求 (16)九、冲压模具结构对安全的影响 (20)十、结束语 (22)参考文献 (22)一、引言:随着经济的快速发展和市场需求的多样化,人们对产品生产周期的要求越来越短,尤其在小批量甚至单件生产方面,要求现代制造技术不仅要有较高的柔性,还要有更新的、更能满足市场要求迅速变化的生产模式。

数控冲压模具快速成形技术,就是为适应此种状态而产生的。

模具工位配置数控转塔冲床模具配置有两种情况,分为32工位及24工位,具体见下图:图1-1 32工位模具分布图图1-2 24工位模具分布图旋转工位为C工位,为用户选配工位:工位类别Station 32工位32 Station 24工位24 Station 尺寸范围Dimension rangeA 16 12 1.6-12.7B 12 8 12.8-31.7C 2 2 31.8-50.8D 1 1 50.9-88.9E 1 1 89-114.3注:圆以外的模具其尺寸指的是对角线尺寸,如:20×20方模对角线尺寸为28.28属于1-1/4"工位,30×30方模对角线尺寸为42.43属于2"工位,模具分为标准模具、成型模具及特殊形状模具三大类,标准模具指圆模图2-1、方模图2-3、长方模、腰形模图2-2;成型模具包括:浅拉伸、翻边、百叶窗、敲落孔、挤压成形等;特殊形状模具包括:单D、双D图2-6、三角形图2-4、六边形图2-5等通常一般模具的标注方法由下约定:图2-1 圆模(ФD) 图2-2 腰形模(ФA×B) 图2-3 方模(A×B)图2-4 三角模图2-5 六角模(SH) 图2-6 双D模三、模具选用的注意事项1、标准模具的选用(1)模具的刃口直径应尽量大于加工板厚的2倍,直径一般应大于3mm,否则易折断,寿命极短;但也不是绝对的,3mm直径以下推荐使用进口高速钢作为模具材料。

(2)加工厚板的模具尺寸接近工位极限尺寸时请往上选用大一级的工位以保证有足够的退料力。

(3)加工厚板的模具刃口不允许有尖角,所有尖角应改为圆角过渡,否则极易磨损或塌角,推荐在一般情况下,尽可能用R>0.25t的圆角半径来代替清角。

(4)当加工的板材为高Cr材料(如1Cr13等不锈钢)及热轧板材时,由于板材固有的特性而不宜采用国产高Cr模具,否则极易磨损、拉毛以及带料等一系列弊病,推荐使用进口高速工具钢来作为模具材料。

(5)不同的数控冲床滑块的打击行程不同,因此要注意成型模具闭合高度的调整,为保证成型的充分,推荐使用可调式打击头,应仔细的调整,每次调整最好不要超过0.10mm,否则容易造成模具损坏,甚至于损坏机器。

(6)成型应尽量浅,一般来说成型总高度不大于8mm,之所以有这个高度所以它的卸料需要较长时间,成型加工时一定要采用低速,最好要有延时。

(7)成型模具工位附近的工位不可用,因为成型模具高度远远大于普通模,最好是成型加工放在程序的最后来实现,冲完后拆除。

(8)对于拉伸成型模具,请选用轻型弹簧组件,以防止板料的撕裂或变形不均匀及卸料困难等。

(9)让位问题,如两个成型的距离(前后、左右)比较近,则有可能会出现干涉的情况。

(10)成型模调整方法见下图:图3-1a、成型模具装上后,将件2松开,将件1顺时针旋转,旋至最低点,再拧紧件2。

b、先空冲一下,如无异常,将板料送入冲压,量一下成型高度,如高度不够则将件2松开,件1逆时针旋转(旋转一圈一般为2mm,具体看螺纹牙距的大小,请适度调节,以免损坏模具),再拧紧件2,不断地调整、试冲,直到达到要求高度。

四、模具的装配及保养1、模具的刃磨定期刃磨模具不仅能提高模具的使用寿命,而且能提高机器的使用寿命,所以说掌握正确合理的刃磨时间很重要。

模具是否需要刃磨对用户来说很直接的方法就是:冲孔累积到一定次数以后,检查冲孔质量是否有较大的毛刺产生,再检查上模刃口是否出现圆角(圆角?R0.1),光泽是否消失,如有这种情况发生,说明冲头已钝,此时需要刃磨。

模具如果在适当的时候刃磨,使用寿命可延长3倍,但不正确的刃磨,反而会急速加剧模具刃口的破坏,减少其使用寿命,模具刃磨有其配套的模具刃磨机,选择合适的刃磨机器会极大的方便用户,提高生产效率,推荐使用扬州恒德模具有限公司研制的HDM-200型冲模刃磨机,该机具有占地面积小,操作方便,噪声低,外形美观及刃磨质量优等特点而深受用户青睐。

刃磨时每次磨削进给量不应超过0.015mm,磨削量过大会造成模具表面过热及烧伤,相当于退火处理,模具变软,会大大降低模具的使用寿命,刃磨时必须加足冷却液,应保证冲头和下模固定平稳,刃磨砂轮表面要清理干净,建议使用中软46粒度砂轮,模具刃磨量是一定的,正常为4mm,如果达到该数值冲头就要报废,如果继续使用,容易造成模具和机器的损坏。

最后刃磨应由受过专业培训的人员操作。

注意:刃磨完后应及时退磁,并将模具高度调整得和刃磨前一样。

2、模具的使用寿命对用户来讲,提高模具的使用寿命可以大大降低使用成本。

影响模具的使用寿命有以下几个方面的原因:(1)模具的材料是否经过特殊处理;(2)模具的结构形式;(3)下模的间隙;(4)上下模的位置精度;(5)调整垫片的合理使用;(6)冲压板材是否有良好的润滑;(7)冲压板材是否平整;(8)冲压板材的类型及厚度;(9)冲压机器每个转塔上下工位的对中性;(10)机器转塔上的导向键是否完好无损。

以上诸因素中最直接的就是板越厚,材料越硬以及步冲加工,模具寿命会越短,另外把模具往模位里放之前,模位的周围要擦干净,清扫完后,往凸模上喷些油,然后插入模位里,凹模可同样放入模位里。

在这里应特别注意的是上下模的方向一致性,安装前仔细看清楚上下模规格是否相同,同时刃口方向应一致,如果放错,一次就会打碎模具,甚至会损伤机器。

模具都安装好后,要边让转塔转动,边观察上下转塔间,特别是凹模有没有高低不平,若有高低不平,要仔细检查原因。

3、平时不常用的模具应定期防锈和涂油,用完模具后要将模具清洗干净,摆放整齐,用保护膜将其包好,装入模具盒内,放入固定的位置,以防模具被磕碰、起毛刺,或落入灰尘、生锈,影响下一次使用。

4、下模间隙是根据加工的板厚确定的,如加工2mm板的下模不可加工3mm的板,也不可加工1mm的板,否则会加剧磨损甚至打坏模具。

5、当模具弹簧发生歪斜或缩短时应及时更换。

6、冲压时的入模量应控制在1-2mm之间。

7、模具的闭合高度按图纸要求调整。

8、成型模具同样应注意键槽的方向,试冲时严格按上述规定的调整步骤来进行,并参照用户模具定单上的要求如拉伸高度、是否需预冲孔等,否则会损坏模具。

五、模具的间隙冲裁间隙指凸模刃口与凹模刃口之间的间隙。

ZDa?dtZ ----冲裁间隙Da ----凹模刃口尺寸dt ??凸模刃口尺寸Z正常:上下微裂纹重合。

有单边间隙与双边间隙之分凸模和凹模的间隙,用总差值来表示。

例如:使用10的凸模和10.3的凹模时,10.3-100.3(凹模的孔径-凸模的孔径间隙),间隙为0.3mm。

我们所说的间隙指双面总间隙,这个间隙,是冲孔加工最重要的因素之一。

如果间隙选择不合适,会使得模具寿命缩短,或出现毛刺,引起二次剪切等,使得切口形状不规则,脱模力增大等,因此正确地选择间隙值非常重要。

根据目前市场上数控冲床模具生产厂的间隙比例选用统计,结合国有机床精度的实际情况,建议采用以下的《推荐的下模间隙》,特殊情况,按用户要求制作。

铝板碳钢板不锈钢板t<1 14%t 14%t 22%t3>t?1 16%t 18%t 24%tt3 18%t 20%t 26%tt>3 18%t 22%t 26%t六、凹凸模刃口尺寸的设计计算刃口尺寸的计算原则如下:1 落料时,落料尺寸由凹模决定,应以凹模为设计基准,凸模尺寸与凹模配制;冲孔尺寸由凸模决定,应以凸模为设计基准,凹模尺寸与凸模配制。

凸、凹模配制时应保证冲裁的合理间隙。

2)凸、凹模应考虑模具的磨损规律,凹模磨损后会增大落料件的尺寸,因而凹模的刃口基本尺寸应接近落料件的最小极限尺寸;凸模刃口基本尺寸应趋向于孔的最大极限尺寸。

3)当凸、凹模采用配制加工时,刃口尺寸的制造公差一般为冲裁件公差的1/3~1/4。

如果凸、凹模分别加工时,其制造公差之和应小于或等于最大与最小间隙之差的绝对值,即:(δ凹+δ凸)??Z -Zmin?。

4)刃口尺寸计算要根据模具制造特点,冲裁件的形状简单时,其模具采用分别加工法计算,冲裁件形状复杂时,其模具用配制法计算。

七、加工时的注意点(一)设计计算1.冲压力计算(1).例如:板厚6mm,Ф88.9mm的板能不能冲切,不能凭空想象估计,它是由冲压能力来确定的,一般冲孔所需的压力由下公式求得:P A × t ×P-冲压力(kg) A-所冲孔的周长(mm) t-板厚(mm) -材料剪切强度(kg/mm) D20P3.14×20×6×42P15825.6kg冲压力为15吨冲孔的最大孔径如江苏扬力锻压机床有限公司生产的MP8-30冲床冲6mm热轧板,最大加工孔径为:30×10003.14×D×6×42DФ37.9(mm)所以说在MP8-30机床上冲6mm热轧板最大能冲Ф37.9mm的圆,超过此数值就必须用其它方法来实现了,如小圆模步冲的方法。

2.压力中心的确定?模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。

为了确保压力机和模具正常工作,应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。

否则,会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷,使滑块和导轨间产生过大的磨损,模具导向零件加速磨损,降低模具和压力机的使用寿命。

?冲模的压力中心,可按下述原则来确定:?1).对称形状的单个冲裁件,冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。