技術分享:模具設計圖紙的繪制方法
導讀
繪制模具裝配圖最主要的是要反映模具的基本構造,表達零件之間的相互裝配關系,包括位置關系和配合關系。從這個目的出發,一張模具裝配圖所必須達到的最起碼要求一是模具裝配圖中各個零件(或部件)不能遺漏。不論哪個模具零件,裝配圖中均應有所表達;二是模具裝配圖中各個零件位置及與其它零件間的裝配關系應明確。在模具裝配圖中,除了有足夠的說明模具結構的投影圖、必要的剖視圖、斷面圖、技術要求、標題欄和填寫各個零件的明細表等外,還有其他特殊的表達要求。現將模具裝配圖的繪制要求做一總結,具體如下:
(1)總裝圖的布圖及比例
遵守國家標準機械制圖的有關規定(GB14689—1993)
可按模具設計中習慣或特殊規定的制圖方法作圖
盡量以1:1繪圖,必要時按機械制圖要求比例縮放
a)沖壓模具總裝配圖的布置 b)塑料模具總裝配圖的布置
(2)模具設計繪圖順序
主視圖 繪制總裝圖時,先里后外,由上而下,即先繪制制件的零件圖、凸模、凹模。
俯視圖 將模具沿沖壓或注射方向“打開”上(定)模,沿沖壓或注射方向分別從上往下看“打開”的上(定)模或下(動)模,繪制俯視圖。主、俯視圖一一對應畫出。
左、右視圖 當主、俯視圖表達不清楚裝配關系時;或者塑料模具以臥式為工作位置時,左、右視圖繪制按注射方向“打開”定模看動模部分的結構。
(3)模具裝配圖主視圖要求
1)在畫主視圖前,應先估算整個主視圖大致的長與寬,然后選用合適的比例作圖。主視圖畫好后其四周一般與其它圖或外框線之間應保持有約50~60mm的空白,不要畫得“頂天立地”,也不要畫得“縮成一團”。
2)主視圖上應盡可能將模具的所有零件畫出,可采用全剖視圖、半剖視圖或局部視圖。若有局部無法表達清楚的,可以增加1其他視圖。
3)在剖視圖中剖切到凸模和頂件塊等旋轉體時,其剖面不畫剖面線;有時為了圖面結構清晰,非旋轉體的凸模也可不畫剖面線
4)繪制的模具一般應處于閉合狀態[塑料模具必須是處于閉合狀態,見圖 ],或接近閉合狀態,也可以一半處于閉合工作狀態,另一半處于非閉合狀態[見圖 ]。
模具裝配俯視圖要求
俯視圖一般只繪制出下(動)模,對于對稱結構的模具,也可上(定)、下(動)模各畫一半[見圖 ],需要時再繪制一側視圖或其他視圖。
繪制模具結構俯視圖時,應畫拿走上模部分后的結構形狀,其重點是為了反映下模部分所安裝的工作零件的情況。俯視圖與邊框、主視圖、標題欄或明細表之間也應保持約50~60mm的空白。
序號引出線的畫法
在畫序號引出線前應先數出模具中零件的個數,然后再作統籌安排。序號一般應與以主視圖畫面為中心依順時針旋轉的方向為序依次編定,一般左邊不標注序號,空出標注閉合高度及公差的位置。在圖3的模具裝配圖中,在畫序號引出線前,數出整副模具中有27個零件,因此設計者考慮上方布置9個序號,右方再布置9個序號,下方布置9個序號。根據上述布置,然后用相等間距畫出27個短橫線,最后從模具內引畫零件到短橫線之間的序號引出線。按照“數出零件數目→布置序號位置→畫短橫線→引畫序號引出線”的作圖步驟,可使所有序號引出線布置整齊、間距相等,避免了初學者畫序號引出線常出現的“重疊交叉”現象。其注寫規定如下。當然如果在俯視圖上也要引出序號時(如圖3),也可以按順時針再順序畫出引出線并進行序號標注。
序號的字號應比圖上尺寸數字大一號或大兩號。一般從被注零件的輪廓內用細實線畫出指引線,在零件一端畫圓點,另一端畫水平實線。
直接將序號寫在水平細實線上。
畫指引線不要相互交叉,不要與剖面線平行。
剖面的選擇
圖3所示模具的上模部分剖面的選擇應重點反映凸模的固定,凹模洞口的形狀、各模板之間的裝配關系(即螺釘、銷釘的安裝情況),模柄與上模座間的安裝關系及由打桿、打板、頂桿和推塊等組成的打料系統的裝配關系等。上述需重點突出的地方應盡可能地采用全剖或半剖,而除此之外的一些裝配關系則可不剖而用虛線畫出或省去不畫,在其它圖上(如俯視圖)另作表達即可。
模具下模部分剖面的選擇應重點反映凸凹模的安裝關系、凸凹模的洞口形狀、各模板間的安裝關系(即螺釘、銷釘如何安裝)、漏料孔的形狀等,這些地方應盡可能考慮全剖,其它一些非重點之處則盡量簡化。
圖3中上模部分全剖了凸模的固定,凹模洞口形狀及螺銷釘的安裝情況(并在左面布置銷釘、右面布置緊固螺釘及另一銷釘顯得錯落有致),對于模柄與上模座的聯接情況進行了局部剖(并順便畫出防轉銷釘顯得構圖極為巧妙),而對打料系統的裝配關系也盡量全剖,使其他讀圖者一目了然。下模部分對凸凹模的固定,凸凹模洞口及漏料孔的形狀,卸料板與卸料螺釘的聯接情況,緊固螺釘與圓柱銷的結構情況都進行了全剖。而對活動擋料銷的安裝情況則采取了用虛線表達的方式。這樣的布置需要設計者經過一番精心的運籌后才能獲得。
螺釘、銷釘的畫法
畫螺釘應注意以下幾點:
1)螺釘各部分尺寸必須畫正確。螺釘的近似畫法是:如螺紋部分直徑為D,則螺釘頭部直徑畫成1.5D,內六角螺釘的頭部沉頭深度應為D+1~3mm;銷釘與螺釘聯用時,銷釘直徑應選用與螺釘直徑相同或小一號(即如選用M8的螺釘,銷釘則應選Ф8或Ф6)。
2)畫螺釘連接時應注意不要漏線條。以圖3中螺釘3為例,螺釘只與尾部的凸模固定板10螺紋連接,而螺釘經過墊板9及上模坐1均應為過孔。
3)畫銷釘聯接時也要注意不要漏線條。以圖3中的銷釘4為例,在銷釘經過的通孔凸模固定板10與上模座1零件需用銷釘進行定位,而墊板9則無需用銷釘4來定位,所以應為過孔。
工件圖的畫法
工件圖是經沖壓或模塑成形后得到的沖壓件或塑料件圖形,一般畫在總裝圖的右上角,并說明材料的名稱、厚度及必要的尺寸;對于不能在一道工序內完成的產品,裝配圖上應將該道工序圖畫出,并且還要標注本道工序有關的尺寸。
工件圖的比例一般與模具圖上的一致,特殊情況下可以縮小或放大。工件圖的方向應與沖壓方向或模塑成形方向一致(即與工件在模具中的位置一致),若特殊情況下不一致時,必須用箭頭注明沖壓件或模塑成形方向。
沖壓模具裝配圖中的排樣圖
利用帶料、條料時,應畫出排樣圖,一般畫在總裝圖右上角的工件圖下面或俯視圖與明細表之間
排樣圖應包括排樣方式、零件的沖裁過程、定距方式(用側刃定距時側刃的形狀、位置)、材料利用率、步距、搭邊、料寬及公差,對彎曲、卷邊工序的零件要考慮材料纖維方向。通常從排樣圖的剖切線上可以看出是單工序模還是復合模或級進模。
排樣圖上的送料方向與模具結構圖上的送料方向必須一致,以使其他讀圖人員一目了
然。
模具裝配圖的技術要求
在總裝圖中,要簡要注明對該模具的要求和注意事項、技術條件。技術條件包括所用設備型號、模具閉合高度以及模具打印標記、裝配要求等,沖裁模還要注明模具間隙。有時在左上角標注圖樣代號是企業結合產品的型號而編制的,便于圖樣使用管理。
模具總裝圖上應注的尺寸
模具閉合高度、外形尺寸、特征尺寸(與成形設備配合的定位尺寸)、裝配尺寸(安裝在成形設備上的螺釘孔中心距)、極限尺寸(活動零件的起始位置之間的距離)。
標題欄和明細表
標題欄和明細表在總裝圖右下角,若圖紙幅面不夠,可以另立一頁。
明細表至少應有序號、圖號、零件名稱、數量、材料、標準代號和備注等欄目;
在填寫零件名稱一欄時,應使名稱的首尾兩字對齊,中間的字則均勻插入,也可以左對齊;
在填寫圖號一欄時,應給出所有零件圖的圖號。數字序號一般應與序號一樣以主視圖畫面為中心依順時針旋轉的方向為序依次編定。由于模具裝配圖一般算作圖號00,因此明細表中的零件圖號應從01開始計數。沒有零件圖的零件則沒有圖號。
備注一欄主要標標準件規格、熱處理、外購或外加工等說明。一般不另注其它內容。
標題欄主要填寫的內容有模具名稱、作圖比例及簽名等內容。其余內容可不填。
模具裝配圖繪制完成后,要審核模具的閉合高度、漏料孔直徑、模柄直模具裝配圖繪制完成后,要審核模具的閉合高度、漏料孔直徑、模柄直徑及高度、打桿高度、下模座外形尺寸等與壓力機有關技術參數間的關系是否正確。本例經審核后確認滿足J23-16F壓力機參數要求。
(1)圖形的繪制方法
圖形的繪制方法雖依各人習慣而不盡相同,以下的觀點及建議,可供參考。
1)圖形的不繪條件
畫零件圖的目的是為了反映零件的構造,為加工該零件提供圖示說明。那么哪些零件需要畫零件圖呢?這可用一句話概括:一切非標準件、或雖是標準件但仍需進一步加工的零件均需繪制零件圖。以圖3落料沖孔級進模為例,下模座20雖是標準件,但仍需要上面加工漏料孔、螺釘過孔及銷釘孔,因此要畫零件圖;導柱、導套及螺銷釘等零件是標準件也不需進一步加工,因此可以不畫零件圖。
2)零件圖的視圖布置
為保證繪制零件圖正確,建議按裝配位置畫零件圖,但軸類零件按加工位置(一般軸心線為水平布置)。以圖4所示的凹模18為例,裝配圖上該零件的主視圖反映了厚度方向的結構,俯視圖則為原平面內的結構情況,在繪該凹模18的零件圖時,建議就按裝配圖上的狀態來布置零件圖的視圖,實踐證明:這樣能有效地避免投影關系繪制的錯誤。
3)零件圖的繪制步驟
繪制模具裝配圖后,應對照裝配圖來拆畫零件圖。推薦如下步驟。
繪制所有零件圖的圖形,尺寸線可先引出,相關尺寸后標注,以圖3為例。模具可分為工作零件與結構零件及其他零件三大部分。在畫零件圖時,繪制的順序一般采用“工作零件優先,由下至上”的步驟進行。凹模18是工作零件可以首先畫出;繪完凹模18的圖形后,對照裝配圖,卸料板17與凹模18相關,其內孔形與凹模洞口完全一致,內孔形尺寸應比凹模洞口大出單邊0.5mm,根據這一關系馬上畫出卸料板17的圖形;接下來再畫沖孔凸模11與13 及落料凸模7;然后畫凸模固定板10的圖形,再對照模具裝配圖畫出墊板9和上模座1。在畫上模部分的零件圖時,應注意經過上模座1、上墊板9、沖孔凸模固定板10及凹模18等模板上的螺銷釘孔的位置一致。
在畫下模部分的零件圖時,一般采用“工作零件優先,自上往下”的步驟進行。對照凹模先畫兩個導料板14的圖形,然后對照裝配圖上的裝配關系,畫始用擋料銷釘孔,在畫承料板16;在凹模上加上擋料銷釘孔。在畫下模的零件圖時,也應注意經過導料板14凹模18及下模座1上的螺釘與銷孔位置,同時下模座20上漏料孔位置要與凹模的孔位一致。
按照上述步驟,根據裝配關系對零件形狀的要求,繪制各零件圖的圖形,能很容易地正確繪制出模具零件的圖形,并使之與裝配關系完全吻合。
(2)尺寸標注方法
從事模具設計的人都有這樣的體會:畫圖容易標注尺寸難。將一張零件圖的圖形繪制正確和將一張零件圖上的所有尺寸標注正確相比要容易得多。然而初學者中普遍存在一種“重圖形、輕尺寸標注”的傾向,零件圖上所標注的尺寸或錯誤百出或紊亂不堪,令人難以讀圖;甚至出現螺銷釘孔錯位致使模具無法裝配的嚴重錯誤,漏尺寸漏公差值等現象更是比比皆是。究其原因除了平時練習少外,更為重要的是缺乏必要的方法。進行尺寸標注時,建議根據裝配圖上的裝配關系,用“聯系對照”的方法標注尺寸,可有效地提高尺寸標注的正確率,具有較好的合理性。
圖4 凹模零件圖
1)尺寸的布置方法
對于初學者出現尺寸標注紊亂、無條件等現象,主要是尺寸“布置”方法不當。要使用所有標注的尺寸在圖面上布置合理、條理清晰,必須很好地運籌。圖5所示的凸模固定板10的零件圖中共有近24個尺寸與四個形位公差尺寸標注,其中俯視圖左側與下方布置螺銷釘孔的孔距尺寸及模板的外形直徑尺寸;內部則布置孔形的尺寸,盡量錯開標注避免交叉。主視圖上布置了沖孔凸模11和13及落料凸模7的固定孔形狀尺寸、及模板的厚度等尺寸;形位公差尺寸插空標注。這種布置方法合理地利用了零件圖形周圍的空白,既條理分明、又方便了別人讀圖。
圖5.沖孔凸模固定板(材料:45)
尺寸布置還要求其它相關零件圖相關尺寸的“布置地”盡量一致。如圖6所示的墊板9中的尺寸就參照了圖5中布置方法,盡量地作到“同一尺寸在圖紙的同一地點出現”。如10個Ф9的孔、厚度6等尺寸的“布置地”基本上同圖5沖孔凸模固定板零件圖中的“布置地”相同。這樣的尺寸標注方式極大地便利了讀圖者。要確立“圖紙主要是”畫給別人看的”的觀念,學習與借鑒本例中的尺寸布置方法。
圖6.墊板(材料:45)
2)尺寸標注的思路
要使尺寸標注正確,就要把握尺寸標注的“思路”。前面要求繪制所要零件圖的圖形而先不標注任何尺寸,就是為了在標注尺寸時能夠統籌兼顧,用一種正確的“思路”來正確地標注尺寸。下面以圖3沖孔落料級進模為例闡述尺寸標注的“思路”。
①標注工作零件的刃口尺寸
根據模具設計法則,先標注基準件上刃口尺寸(即沖孔凸模11、13和落料凸模7上的刃口尺寸),再標注對應件上的刃口尺寸(即凹模上的刃口尺寸);但級進模中也可將凹模作為基準件,凸模、凹模作為對應件進行尺寸標注。所有零件圖的圖形繪好后,先找出本模具的工作零件即凹模18、沖孔凸模11和13、落料凸模7,把這三張圖紙對照起來,按照尺寸布置后安排好的“地點”標注刃口尺寸。這樣可保證刃口尺寸標注的正確性。
②標注相關零件的相關尺寸
相關尺寸正確,各模具零件才能裝配組成一幅模具,必須保證正確。在下模部分,相關尺寸的標注建議按照“自上而下”的順序進行。先從工作零件凹模18開始,觀察裝配圖3,與該零件模具相關的零件有內六角螺釘19、銷釘23、沉頭螺釘25、導料板14,應從分析著些相關關系入手進行“相關尺寸”的標注。
凹模18與銷釘23成H7/m6配合,故銷釘孔直徑為Ф8H7。銷釘23與凹模18、下模座20成H7/m6配合,因此下模座20上銷釘孔直徑也應為Ф8H7,同時孔距為40和101,可立即在下模座20的零件圖上標出這些尺寸。
凹模18與4個M8的內六角螺釘19是螺紋連接,因此凹模18的圖紙上對應螺紋孔應標注為4×M8;螺釘由下模座擰入,故相應的圖紙上應立即標注4×M8,的螺紋孔距均為76與101。
凹模18還與導料板14、27相關。從裝配關系知:兩個導料板與凹模各用兩個沉頭螺釘25及兩個銷釘22連接,所以在凹模上要標出4個M8的沉頭螺釘25的螺紋孔,與4個M8的內六角螺釘19的孔一起可以標注為8×M8;凹模上的四個銷釘孔可以分別標注2×Ф8H7也可以一起標為4×Ф8H7;與之對應的導料板應標為下圖所示。
圖7.導料板(材料:45)
標注完凹模與凸模相關零件上相關尺寸后,再標注凸模固定板10上相關零件的相關尺寸,依次類推直至上模中所有零件的相關尺寸標注完畢。上模部分的螺釘與銷釘通過墊板的孔時雙邊應有0.5~1mm的間隙,因此墊板9上相應的過孔直徑為Ф9,也應在相應的圖紙上立即標出。
再舉一例進一步說明相關尺寸的標注。裝配圖中的沖孔凸模11、13與沖孔凸模固定板10相關;其中沖孔凸模固定板10相應處為一吊裝固定臺階孔,臺階深度與沖圓孔凸模吊裝段等高,即同為3mm,孔徑應比凸模臺階直徑大出0.5~1mm,是Ф17mm;Ф14的孔與凸模固定段成H7/m6的配合,即沖孔凸模固定板10上的對應孔直徑應為Ф14。上述尺寸應依次同時標注。沖孔凸模11、13與落料凸模7的零件圖見圖8。
模具上模部分的相關尺寸標注可按“自下而上”的順序標注。先標注彈壓卸料板17與擋料釘21,彈壓卸料板與卸料螺釘4之間的相關尺寸;再標注凸凹模固定板6與凸凹模7、卸料螺釘8、緊固螺釘3、圓柱銷4之間的相關尺寸,同樣方法直至所有相關尺寸標注完畢。
(3)補全其它尺寸及技術要求
這個階段可逐張零件進行,先補全其它尺寸,例如輪廓大小尺寸、位置尺寸等;再標注各加工面的粗糙度要求及倒角、圓角的加工情況,最后是選材及熱處理,并對本零件進行命名等。
3)其它尺寸標注問題
①復雜型孔的尺寸標注
形狀越復雜,尺寸就越多,由此造成的標注困難是初學者設計沖壓模時的主要障礙。圖8所示的凸模零件,因洞口形狀的尺寸繁多而出現標注困難。有兩個解決方法:一是放大標注法。將凹模零件圖適當放大后再標注尺寸;二是移出放大標注法。將復雜的洞口型孔單獨移至零件圖外面的適合位置,再單獨標記繁多的型孔尺寸,而零件圖內僅標注型孔圖形的位置尺寸即可。圖9中采用了移位標注法。
落料凸模 沖圓孔凸模 沖方孔凸模
圖8.凸模(材料:Cr12MnV)
②其它模板上型孔的配制標注
在進行凹模洞口的刃口尺寸計算時如何處理半徑尺寸R?實踐中視對R的測量手段以及使用要求而定,如有能精確測定R值的量具,則需對R值進行刃口尺寸的計算;如僅有靠尺等常規測量工具,則對R進行刃口尺寸計算并在凹模圖上標注計算結果就無必要,可在凹模圖山標注原注R值。由于凸模外形、凹模洞口及其它模板上相應的型孔都是在同一臺線切割機床上用同一加工程序,根據線切割機床的“間隙自動補償”功能使起在線切割機床的割制過程中自動配制一定的間隙而成。因此其它模板上型孔可按上述配制加工的特點進行標注,即簡單明晰、又符合模具制作的實際。以圖11為例,凸模固定模板按配制法特點進行標注時,僅需在模板內標注型孔的位置尺寸,而型孔的形狀尺寸則在圖紙的適當位置加注:“型孔尺寸按凸模的實際尺寸成0.02mm的過盈配合”即可。
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