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冲压模具设计全流程,学会就能轻松自如!

一:产品导入


1 精密模具冲压常规产品导入流程

1.1产品图→加工图→排样图→结构图→组立图→模具图纸

1.2 连续模具排样图及结构图须审核

1.3 单冲模具排样图及结构图须审核

1.3 模具图纸须审核签字生效,图纸规范清晰

2 样品控制流程

现场提供样品→自检→品管部检测→检测报告→检测报告确认→工程部→客户


二:模具设计


1.模具设计流程

(1) 模具设计流程图

2) 此为模具设计基本流程,一般情况下,都应遵循该流程的步骤来规划及实施设计工作。对于某些特殊产品的设计,在此流程基础上,可以依实际情况适当变更。


2.  产品图、展开图、加工(工序)图、料带图的绘制规范


(1) 产品图 开模用的产品图或产品(样品)由客户及文控中心提供。因产品图均来自于各个客户,规范不一,且有图面不清晰,标注不完善,尺寸或检测基准混乱,或者人为疏忽造成的错误。故应以原图纸为基础,在忠于原设计的前提下,自行绘制本厂自用的产品图。对于客户图纸中的工艺问题,及时与客户的工程师沟通,难以达到的工艺或结构要求,可与对方工程师协商,通过降低工艺要求、更改产品结构或者增加工艺辅助手段的方法来解决。对客户原图纸不得更改,原样保存。客户提供的样品,用各种手段准确测绘出样品尺寸,作成产品图。客户样品要妥善保存。给制的产品图需数据准确,要求明了,尺寸标注完善,公差合理,便于检测。

(2) 加工图 产品图确认后,开始制订加工图。加工图的制订要注意以下几个要

点:

A: 产品尺寸的取值分冲孔与落料两种情况。冲孔尺寸是由冲头决定的,落料尺寸是由凹模决定的。

B: 产品公差的取值以产品图为主,产品图上标有公差的,按图纸执行,产品图上未注公差的,以客户惯用的公差为准.

公差取值方向参考图 1-1。 对于冲裁后会变大的尺寸,加工图尺寸为其下偏差的 2/3,对于冲裁后会变小的尺寸,加工图尺寸为其上偏差的 2/3。对于孔心距和孔边距等冲裁后尺寸基本保持不变的,则按中间公差取值。

C: 考虑产品在成型过程中的变形趋势,针对这些变形情况采取一些预先补救的措施。

(3) 展开图 展开图依据加工图,对各段弯曲长度按顺序标明,以便于检查。

A: 展开计算原理 板料在弯曲过程中外层受到拉应力,内层受到压应力,从拉到压之间有一既不受拉力又不受压力的过渡层--中性层,中性层在弯曲过程中的长度和弯曲前一样,保持不变,所以中性层是计算弯曲件展开长度的基准,中性层与板料厚度的中间层是不同的概念。中性层位置与变形程度有关,当弯曲半径较大,折弯角度较小时,变形程度较小,中性层位置靠近板料厚度的中心处;当弯曲半径变小,折弯角度增大时,变形程度随之增大,中性层位置逐渐向弯曲中心的内侧移动。中性层到板料内侧的距离用λ表示.

B: 展开计算方法 基本公式: 产品展开长度=料内+料内+补偿量

a: R 角展开 以中性层材料长度不变为展开原则。

R 中=R 内+Kt

(4)  料带图(工序图、排样图)

(1)  根据客户要求,产品精度,产品的产量,模具寿命,工艺特性等来决定采用连续模还是单工序模。

(1)  根据产品要求精度、模具生产总量、模具生产速度等决定模具精度等级的划分。精密连续模具分 A、B、C、D 四个等级,精密单工序模具分为甲、乙、丙三个等级。等级划分标准见下表:

(1)  冲裁件在条料上的布置方法称为排样。每一个工件都会有多种的排样方案。

排样方式有直排,单行排列,多行排列,斜排列,对头直排,对头斜排等。

排样工作虽然简单,但很重要。排样的原则有 4 点:

a: 提高材料利用率 材料利用率占到冲件总成本的 60%以上,是一项很重要的经济指标。冲裁过程中产生的废料分结构废料和工艺废料两种。排样时应尽量减少工艺废料,提高材料利用率。

b: 操作方便、安全,减轻工人劳动强度 对单工序模具而言,材料在冲裁过中翻动要少,在材料利用率相同或相近的情况下,应尽可能选条料宽、进距小的排样方案。

c: 使模具结构简单,模具寿命较高。

d: 排料应保证冲裁件的质量。这一点将在下一节详细说明。

(1) 精密连续模具在确定排样图之前,先做冲裁冲头迭加图。做此图的目的是保证将所有的废料都冲完,获得完整的产品。首先要确定制品的毛边面,制品料纹方向要求,步距,条料宽度,制品的基准面,合理的搭边及送料方向。要考虑到冲头的先后顺序,弯曲的先后顺序,定位孔及搭边位置等。

冲裁冲头的形状应尽量做到以下几点:

a: 尽量避免长方形冲头,因为长方形冲头易跳废料。

b: 冲头应避免过长的悬臂与狭槽。因为悬臂会影响冲头的强度。狭槽会影响到凹模的强度。冲头尽量避免尖角。

c; 冲头应做防脱料结构,并考虑到加工工艺,尽量利用磨床及线割加工,减少放电加工。

d: 两个冲头的连接处会有接口,在保证顺利冲裁的情况下,尽量减小产品上冲头接口位置的大小,对某些产品,接口的大小、位置及形状,要与客户商讨共同制订。

(1) 将冲头迭加图中的冲头及成形工序分布于模具中的适当位置,即为排样图。

根据图纸及工艺要求,综合考虑。排样图注意以下几点:

a: 相对位置公差要求高的孔或决定中心线位置的孔要在同一步冲出。

b: 若段曲上有冲孔或其它工序,并且这些工序的位置精度要求高,建议段曲后再冲孔或其它成形,这样可以避免由于段曲展开不准而影响尺寸。

c: 若制品中有对称弯曲,建议对称弯曲在同一步成形。可以使受力平衡,若若制品的弯曲边较长,为了使受力平衡,可以设计成工艺平衡弯曲,弯曲后将工艺弯曲冲掉。

d: 制品中的拉深或其它工序,在成形时可能对其附近的寸法有影响。可以将这些工序提前成形。

搭边是指相邻冲裁件间的余料,或冲裁件到条料边间的余料。搭边的大小与产品的大小及复杂程度有关系,产品大或弯曲边较长,搭边值应大些。

(2)排样线型、颜色、图层设定:

料带层 MATER 层 颜色 8 号灰色 实线

冲孔、切边、落料、半剪、撕破等为 1 层 颜色 1 号红色 实线

印字、打凸、倒角、压毛边等 2 层 颜色 2 号黄色 实线

折弯、成形、翻边、抽牙等 3 层 颜色 3 号黄色 下折内边为虚线

上折为实线。

标注、说明为 4层 4 号色 实线

排样图经审核及集体评审,确认无误后,进入下一工作流程。


3. 模具总图的绘制


(1) 排样图确定后,开始绘制模具总图。

a: 总图中图层的设定:

MATER 排样图 4 标注

UP (上模座 ) UB (上垫板)

PH (公夹板) PUNCH 冲头