精密模具冲压常规产品导入流程及模具设计全解析

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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

现场样品展示→进行自我检查→品质管理部门进行检测→生成检测报告→对检测报告进行核实→转交至工程部门→最终交付客户

二:模具设计

1.模具设计流程

(1) 模具设计流程图

这是模具设计的基本步骤,通常情况下,我们都应当依照这些步骤来安排和执行设计任务。针对某些特定产品的设计,可以在这一流程的基础上,根据具体情况进行相应的调整。

2. 产品图、展开图、加工(工序)图、料带图的绘制规范

产品图纸,无论是用于开模的图纸还是产品(样品),均由客户或文控中心提供。由于这些图纸源自不同客户,其规范性存在差异,且存在图面不清晰、标注不完整、尺寸或检测基准混乱,甚至因人为疏忽而产生错误。因此,我们应以原始图纸为依据,在确保设计意图不变的前提下,自行绘制适用于本厂使用的图纸。针对客户图纸中存在的工艺疑问,应迅速与客户工程师取得联系。若遇到难以实现的工艺或结构需求,可以与对方工程师进行商讨。我们可以通过降低工艺标准、调整产品结构或引入辅助工艺手段等方式来解决问题。严禁对客户原始图纸进行修改,必须保持其原貌。对于客户提供的样品,需采用多种方法精确测量尺寸,并据此绘制产品图纸。同时,客户样品应妥善保管。提供的制图需确保数据精确无误,且需清晰明确,尺寸标记应完备无缺,公差控制得当,以便于进行检测工作。

在产品图经过确认之后,便着手编制加工图。在编制加工图的过程中,需特别注意以下几点:

点:

产品的尺寸确定分为两种情形:一种是冲孔尺寸,它由冲头的形状所决定;另一种是落料尺寸,它则由凹模的形状所决定。

产品的公差范围依据产品图纸来确定,若图纸上有标注公差,则需严格依照图纸要求执行;若图纸中未标注公差,则应参照客户通常使用的公差标准。

参考图 1-1 以确定公差取值方向。在冲裁导致尺寸增大的情况下,加工图纸上的尺寸应取下偏差的 2/3;若尺寸因冲裁而减小,则取上偏差的 2/3。而对于孔心距、孔边距等在冲裁后尺寸基本不变的尺寸,应按照中间公差来选取。

在分析产品成型阶段可能出现的形状变化后,需对可能发生的变形采取一系列事先的纠正措施。

根据加工图的要求,展开图对各个部分的弯曲长度进行了依次标注,这样做有助于进行核对。

在展开计算原理时,需注意板料弯曲时外层承受拉伸应力,内层则承受压缩应力。在这两种应力之间,存在一个既不承受拉伸也不承受压缩的过渡区域,即中性层。中性层在弯曲过程中的长度与弯曲前保持一致,未发生变化。因此,中性层成为计算弯曲件展开长度的参考依据。然而,中性层与板料厚度中间层是两个不同的概念。中性层的具体位置和材料的变形程度密切相关。在弯曲半径较大、折弯角度较小时,材料的变形程度相对较低,此时中性层的位置更接近于板料厚度的中心。相反,若弯曲半径减小、折弯角度增大,材料的变形程度便会增加,而中性层的位置则会逐渐向弯曲中心的内侧偏移。我们通常用λ来表示中性层与板料内侧之间的距离。

详细阐述计算流程,核心公式为:产品的展开总长度等于材料内部尺寸的两倍加上补偿量的总和。

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)

依据客户的具体需求,综合考虑产品的精确度、生产量、模具的使用寿命以及工艺的特定属性,我们选择是采用连续模还是单工序模。

依据产品所需的精确度、模具的总生产量以及生产速度等因素来决定模具精度的分类。精密连续模具被划分为A、B、C、D四个不同等级,而精密单工序模具则分为甲、乙、丙三个等级。具体的等级划分标准可参考下表。

冲裁件在条料上的排列方式被称作排样技术。每个工件都可以采用多种不同的排样技术方案。

排列方式包括直线排列、单行式排列、多行式排列、斜向排列,以及面对面直线排列和面对面斜向排列等多种形式。

排样工作虽然简单,但很重要。排样的原则有 4 点:

提升材料使用效率,这一指标在冲件总成本中占比超过60%,对于经济意义至关重要。在冲裁环节,废料可分为结构废料与工艺废料两大类。在排样阶段,应着力降低工艺废料的产生,以此增强材料的使用效率。

操作简便且安全性高,有助于降低工人的劳动强度。对于单工序模具来说,在冲裁过程中,材料的翻转次数应尽量减少。在保证材料利用率相当或接近的前提下,应优先选择宽度较大、进距较小的排样方案。

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。

在确定排样图之前,精密连续模具需先绘制冲裁冲头迭加图。绘制此图的目的是确保所有废料被冲裁干净,从而获得完整的产品。首先需明确制品的毛边面、料纹方向、步距、条料宽度、制品的基准面、合理的搭边以及送料方向。同时,还需考虑冲头的冲裁顺序、弯曲顺序、定位孔及搭边位置等因素。

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。

冲头设计时需注意,不宜采用过长的悬臂和狭窄的槽口。这是因为悬臂部分的存在会削弱冲头的整体强度,而狭槽的宽度不足则会降低凹模的承压能力。此外,冲头的设计应尽量避免尖角的出现。

冲头设计需具备防脱料的功能,同时需兼顾加工工艺的需求,应优先采用磨床和线切割等加工方式,以降低电火花加工的使用。

在两个冲头相接的部位设有接口,为了确保冲裁过程顺畅,应尽可能缩小产品上冲头接口部分的尺寸;对于某些特定产品,接口的尺寸、位置以及形状,需要与客户进行协商,共同制定方案。

将冲头在迭加图中进行合理布局,并将成形工序安排至模具的适宜区域,这样形成的图形就称作排样图。

根据图纸及工艺要求,综合考虑。排样图注意以下几点:

对于要求较高的位置公差或者是用于确定中心线位置的孔,必须在同一道工序中完成冲孔操作。

若段曲存在孔洞或其他加工环节,且这些环节对位置精度有较高要求,那么在段曲完成后进行冲孔或其他成型操作为佳,这样做能够有效防止因段曲展开不准确而对尺寸造成不良影响。

若产品存在对称的弯曲情况,建议将这种对称弯曲在单一成型步骤中完成。这样做有助于实现受力的均衡;如果产品的弯曲边缘较长,为了达到受力均衡的效果,可以设计成一种工艺上的平衡弯曲,并在弯曲完成后去除该工艺弯曲。

在制品加工过程中,如进行拉深或其他工序,可能会对周边尺寸造成一定影响;因此,建议将这些工序提前进行成形处理。

相邻冲裁件之间的多余材料,或冲裁件与条料边缘之间的多余材料,我们称之为搭边。搭边的尺寸会随着产品尺寸和复杂度的不同而有所变化,若产品体积较大或弯曲边缘较长,那么搭边的尺寸就需要相应增大。

(2)排样线型、颜色、图层设定:

料带层 MATER 层 颜色 8 号灰色 实线

冲孔工艺、切割边缘、材料下料、部分剪切、撕裂处理等步骤,均采用单层设计,使用1号红色作为实线颜色。

印字、打凸、倒角、压毛边等 2 层 颜色 2 号黄色 实线

对材料进行弯曲、塑造、边缘翻卷以及形成螺纹等工艺处理,其表面涂装采用三层3号黄色,且在向下折叠的内侧边缘以虚线形式呈现。

上折为实线。

标注、说明为 4层 4 号色 实线

冲压成型工艺_模具设计基本流程_精密模具冲压产品导入流程

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

PPS (止档板) PS (脱料板)

PS_P 脱板入子 DIE (下模板)

DIE_P 下模入子

LB (下垫板) LP (下模座)

B2 (下垫块) B1 (下托板)

b: 关于线种、线色的说明:

冲头、入子外形轮廓线 2 号黄色 线割孔 1号红色

铣加工轮廓线 40 号棕色

放电加工线 40 号棕色 钻加工 40 号棕色

模板外形 7 号白色

所采用的线条颜色必须保持统一。在图示中,能够直接观察到的线条应当是实线,而对于无法直接看到的区域,则应使用虚线来表示。

(2) 模具结构图

选择精密连续模具结构时,需依据产品的精确度和生产总量来决定模具的级别。同时,模具的选择应考虑到其设计上的精密程度。

等级为依据,选用模具结构。上图为连续模结构。

(4) 模具模板标准

若范本长度超出五百毫米,则必须分割成两个部分,且这两部分之间需安装连接扣。

依据冲裁产品所用材料的厚度以及模具的具体长度,应合理提升上模座板和下模座板的厚度。

在完成脱料板和下模板的真空热处理工序后,特别是针对A级精度的模具制造环节,脱料操作得以顺利进行。

脱料板和下模板必须接受超深加工处理。在B级精度的模具制造过程中,这两部分同样不可或缺。

深冷处理。

模具的上下座板上必须增设攻吊环的螺丝孔,这些孔的规格需根据模具的具体尺寸来定,一般选用M16至M24的尺寸。

脱料板及下模板侧面需有安装模具安全检测工具的螺孔位置。

在安装大型模具的垫脚时,必须确保其放置能够便于模具的搬运作业。同时,还需预留出叉车作业所需的车位空间。

对于小于300毫米的模具,应选用直径为28毫米的外导柱。而模板的尺寸应大于300毫米。

的模具,视实际情况选择外导柱组件。

模具若配备外导柱,在安装外导柱时,必须注意确保合模过程中的防错措施。若模具不设外导柱,则需特别留意其他相关细节。

具,也要将内导柱适当调整位置,避免合模时装反。

在所有范本中,必须预留出工艺加工的基准孔。具体来说,在粗加工阶段,模板上应准确标定出适当的位置,进行精细的孔位设置。

铰直径 6MM 的孔,作后续加工定位基准用。

模板固定螺丝钉的大小及数量的确定。参照下表:

4. 成型工步结构设计

模具结构图和组立图完成之后,便着手进行成型工步的结构设计阶段。这一阶段的工作包括对成型工步的模具结构进行详尽的绘制。

构,同时验证成型工步的全理性及可靠性。

在规划成型工步的结构时,我们首先需关注产品成型后可能出现的回弹现象。这种回弹现象可以表现为弯曲,以及其他多种形式。

半径的扩张与弯曲角度的提升,这两个因素都会对回弹效果产生影响。具体来说,影响回弹效果的因素包括材料的力学特性以及相对弯曲程度。

在考虑曲率半径、弯曲件的角度、弯曲的具体方法、模具之间的间隙、工件的具体形状以及非变形区域等因素。

各因素在弯曲时会相互影响。

回弹的计算方法如下:

当R值不超过5时,鉴于材料厚度及材质各异,特此列出下表,以供参考确定回弹量的数值。

根据材质硬度不同,硬度越大,取值可偏大。

当 R≥5时,回弹角度按下式计算

(2) 常用弯曲成形工步结构设计

以上方案右图为参考方案,一般情况下不采用。

5. 冲压材料及模具标准件

(1) 以下为常用金属材料的牌号及基本数据

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