毕业设计数控冲床模具的设计(编辑修改稿)

毕业设计数控冲床模具的设计(编辑修改稿)内容摘要：

毕业设计用纸 共 38 页 第 13 页 C 2 2 D 1 1 E 1 1 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 属于 11/4工位， 30 30 方模对角线尺寸为 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 21)、方模 (图 23)、长方模、腰形模 (图 22)；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 26)、三角形 (图 24)、六边形 (图 25)等 通常一般模具的标注方法由下约定： 图 21 圆模（Ф D） 图 22 腰形模（Ф A B） 图 23 方模（ A B） 图 24 三角模 图 25 六角模（ S=H） 图 26 双 D 模 三、模具选用的注意事项 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 毕业设计用纸 共 38 页 第 14 页 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＞ 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 ，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： 毕业设计用纸 共 38 页 第 15 页 图 31 a、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 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≥ ），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 毕业设计用纸 共 38 页 第 16 页 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 HDM200 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 ，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。 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。 毕业设计用纸 共 38 页 第 17 页 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。 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。 当模具弹簧发生歪斜或缩短时应及时更换。 冲压时的入模量应控制在 12mm 之间。 模具的闭合高度按图纸要求调整。 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。 Z=Da— dt Z 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 的凹模时， =（凹模的孔径 凸模的孔径 =间隙），间隙为。 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 材 料 板 厚 毕业设计用纸 共 38 页 第 18 页 t＜ 1 14%t 14%t 22%t 3＞ t≥ 1 16%t 18%t 24%t t=3 18%t 20%t 26%t t＞ 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 ）≤│ Zmax － 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，Ф 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） 毕业设计用纸 共 38 页 第 19 页 D=20 P= 20 6 42 P= 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 MP830 冲床冲 6mm 热轧板，最大加工孔径为： 30 1000= D 6 42 D=Ф （ mm） 所以说在 MP830机床上冲 6mm 热轧板最大能冲Ф 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。 ２ ） ．工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 ３ ） ．形状复杂的零件、多孔冲模、 级进模的 压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。 解析法的计算依据是：各分力对某坐标轴的力矩之代数和 等于诸力的 合力对该轴的力矩。 求出合力作用点的 座标 位置 ０ )，即为所求模具的压力中心 计算公式为： 毕业设计用纸 共 38 页 第 20 页 因冲裁力与冲裁周边长度成正比， 所以式中的各冲裁力 P１、Ｐ２、Ｐ３ „„ Pn，可分别用各冲裁周边长度 L１、Ｌ２、Ｌ３ „„Ln 代替，即： 3 排样 排样指冲裁件在条料上或条料在板料上的布置形式。 毕业设计用纸 共 38 页 第 21 页 图 41 模具和闭合 高度，冲模压力机的关系 模具的闭合高度 H模具应介于压力机的最大装模高度 Hmax与最小装模高度Hmin 之间，否则就不能保证正常的安装与工作。 其关系为： Hmin+10mm=H模具 =Hmax— 5mm 若模具的闭合高度 H 模具 Hmax，则该压机不能用，若 H模具 Hmax，则可以再加垫板。 （二）注油润滑。