落料沖孔復合模
關注創建者：模具設計學習 創建時間：2019-05-24
落料沖孔復合模的實例教程
摘要
經過長期實踐研究,通過對零件的工藝分析,用一套落料沖孔復合模完成了某型號產品中擋圈的制作過程，論述了沖裁模具的整體結構特點及工作過程。通過模具大幅度地提高了產品的生產效率。
1 引言
冷沖技術的發展已日臻成熟，我在查閱相關資料的基礎上，結合車間實際，制作了一套沖裁模，旨在大幅度地提高勞動效率、降低勞動強度，同時擋圈是我公司生產某型號中的一個零件，該零件年產量在20萬件以上，屬于批量的生產，在未設計落料沖孔復合模前，一直采用單工序加工，加工效率相當低下。
2 零件沖壓工藝性分析
圖1為某型號中擋圈零件，材料為65Mn鋼。零件形狀復雜，要求表面平整光潔，邊緣不得有毛刺。圖中尺寸要求不高，采用一般沖壓均能滿足其尺寸精度要求。
圖1 擋圈零件圖
3 沖壓工藝方案的確定
根據圖1分析可知零件壁厚較薄，屬窄緣類零件。一般情況下，這類零件的沖裁分二道工序：即先落料，再沖孔。這兩道工序的每一步工藝均較簡單，且容易實現，但都存在不利的方面，那就是工步多、效率低、且零件質量難以保證。在工藝設計及模具設計時，將沖孔及落料工序合并在一起，這樣即保證了落料與沖孔的同軸度，又避免了零件外形尺寸較復雜面帶來的二次定位困難。
4 展開尺寸計算
由于材料很薄，無需采用中性層展開，而直接進行計算：D展=79+（95-84）/cos15=95.4mm。考慮到mm可以大0.15mm，故實際展開尺寸取mm。其展開圖如圖2所示。
圖2 擋圈展開圖
5 模具總體結構
根據沖壓工藝方案，采用復合模結構，復合模可以采用正裝結構和倒裝結構。其中倒裝復合模由于凸模、凹模裝在上模上，凸凹模裝在下模上，廢料能直接從壓力機臺面落料，而制件從上模推下比較容易引出去，操作方便安全。
展開 圖2 定位不到位壓出的產品
圖3 下模前端的外形定位設計
圖4 下模后端的外形定位設計
模具穩定可靠的投料檢測設計
縱梁坯料在長度方向上都會存在一定的翹變量，有的甚至會達到12mm，因此在縱梁前端或后端布置側面的投料檢測開關都會存在檢測不到料的情況。為解決此感應檢測不穩定的問題，設計上采取的方案就是采用在底部布置投料檢測器，共布置兩個，分別布置在距兩端1200mm 的位置。選擇額定感應距離相對較大的投料檢測器，型號為Bi10-M30-AN6X，感應距離為10mm，見圖5。模具設計上從這兩個方面來確保投料檢測穩定，以消除來料翹起帶來的感應檢測影響。
圖5 落料沖孔模上安裝的投料檢測器
合理的刃口及沖頭分級設計消除斷沖頭的影響
卡車縱梁由于料厚及強度大，生產過程中斷沖頭及沖頭拔起一直是困擾生產效率提升的難題，因此，必須從源頭設計方面優化考慮。主要是受振動的影響，振動會造成橫向位移及縱向位移，其中橫向位移會對沖裁間隙造成影響，從而導致沖頭斷裂或沖頭拔起。
首先，要從設計上去降低沖裁力的影響，一是落料凹模設計成波浪刀口，波浪刀口高度落差24mm，凹模鑲塊長度設計在(280±20)mm，以利于熱處理及拆裝，見圖6。二是卡車縱梁孔多，沖孔對沖裁力有很大的影響，需對沖頭吃入量進行分級以降低沖裁力，共分為6 級，3mm 分1 級，具體分級見表1，同時在分級設計時考慮盡量不要出現偏載。通過上述設計，沖裁力可由平刃沖裁力39512kN 降至20245kN，實現沖裁力的下降，降低生產過程中振動對沖頭造成的影響。對于不同級的等孔徑沖頭，為了避免使用時的安裝錯誤，在標準件選型上做了區分：沖頭固定部分直徑不一樣；同固定直徑的法蘭部位作區分，分別是D 字形、圓形兩種規格。
展開 沖壓模具設計有一個很基本的原則,那就是弱區先變形.我們很多時候,會遇到一些需要下料的產品,而這樣的產品,是不規則的,特別是一些地方會出現薄弱部分,比如細長的腰形部分,如果整體沖出來,會很大程度上降低下料沖頭的強度,這時我們可以對薄弱部分先沖孔,來看一個落料連續模設計薄弱部分先沖孔的實例.
首先我們看一下產品圖,如下:
看到這個產品圖,您會想到什么?如果對輪廓形狀中的薄弱部分進行外形落料沖裁,則會導致薄弱部分的凹模或凸模損壞，無法維持模具的可靠性.
連續加工時，易于對這種問題采取應對措施。如【圖2】的卸料板布局所示，對薄弱部分進行沖孔，然后進行外形沖裁.由于連續加工時采取沖孔與外形沖裁的模式，因此即使將外形的部分加工改為沖孔，也沒有什么大問題.
但采用這種布局時，外形形狀沖孔加工部分與落料沖裁部分的毛刺方向相反,這是在落料型加工方法中無法回避的問題,要使毛刺方向一致時，采用外形沖切型加工方法.
當然,我們可以在模具中進行壓毛邊的步驟.
這也存在問題,這就是【圖2】中示為搭接頭的部分,在沖孔與落料交叉的部分，與1次加工的形狀相比并不光潔,在產品的顯著部分或重要部分放上搭接頭是避免上述問題的一種方法,但也易于出現毛刺.
可制作搭接頭的代表性形狀為【圖3】的倒角形狀與【圖4】的R形狀.
倒角形狀時，可采取通過延長倒角線來制作沖裁形狀的措施,R形狀時，如【圖4】(b)所示，如果完全按形狀制作搭接頭部分，則會失敗.如【圖4】(a)所示，從R形狀劃30度左右的切線，然后按倒角形狀制作沖裁形狀.雖然不是完全的R形狀，但可減少毛刺的發生.
展開 我們很多時候,會遇到一些需要下料的產品,而這樣的產品,是不規則的,特別是一些地方會出現薄弱部分,比如細長的腰形部分,如果整體沖出來,會很大程度上降低下料沖頭的強度,這時我們可以對薄弱部分先沖孔,來看一個落料連續模設計薄弱部分先沖孔的實例。
首先我們看一下產品圖,如下:
看到這個產品圖,您會想到什么?如果對輪廓形狀中的薄弱部分進行外形落料沖裁,則會導致薄弱部分的凹模或凸模損壞，無法維持模具的可靠性。
連續加工時，易于對這種問題采取應對措施。如【圖2】的卸料板布局所示，對薄弱部分進行沖孔，然后進行外形沖裁。由于連續加工時采取沖孔與外形沖裁的模式，因此即使將外形的部分加工改為沖孔，也沒有什么大問題。
但采用這種布局時，外形形狀沖孔加工部分與落料沖裁部分的毛刺方向相反,這是在落料型加工方法中無法回避的問題,要使毛刺方向一致時，采用外形沖切型加工方法。
當然,我們可以在模具中進行壓毛邊的步驟。
這也存在問題,這就是【圖2】中示為搭接頭的部分,在沖孔與落料交叉的部分，與1次加工的形狀相比并不光潔,在產品的顯著部分或重要部分放上搭接頭是避免上述問題的一種方法,但也易于出現毛刺。
可制作搭接頭的代表性形狀為【圖3】的倒角形狀與【圖4】的R形狀。
倒角形狀時，可采取通過延長倒角線來制作沖裁形狀的措施,R形狀時，如【圖4】(b)所示，如果完全按形狀制作搭接頭部分，則會失敗。如【圖4】(a)所示，從R形狀劃30度左右的切線，然后按倒角形狀制作沖裁形狀。雖然不是完全的R形狀，但可減少毛刺的發生。
小結
對于這個產品來說,算是非常簡單了,但這里我們需要注意的一點,就是要對薄弱部分先沖孔,對此來保證模具質量和壽命。至于連接搭邊的話,還有很多種其它的方法。
展開 五金沖壓件模具裝配的關鍵是如何保證安裝在上、下模座上的凸、凹模和與之有關的各種零件在合模時的相對位置能夠正常工作，沖制出符合產品要求的工件；
為此，需要提及的是，投入裝配的各類零件，必須符合裝配工序對各類零件提出的加工要求；例如，多凸模的固定板，其各型孔間的相對位置尺寸精度和步距精度必須與凹模和卸料板一致；墊板上的螺栓和銷釘通過孔留有較大的間隙，可以按圖樣尺寸劃線鉆制，淬火后，上、下表面應嚴格磨平；安裝在上模座或下模座上的整體凹模，除各型孔加工符合圖樣要求外，還應加工出螺栓孔和銷釘孔，經熱處理和精加工后投入裝配，需與之連接固定的模座、導料板，其上的螺孔和銷孔應在裝配時按凹模上的相應孔配鉆、配鉸；基于此，五金沖壓件模具類型和結構特點雖有不同，采用的裝配方法和安裝順序也有差異，但應遵守的裝配原則是相同的；
裝配五金沖壓件模具時首先需要選擇裝配基準件，以它作五金沖壓件模具的裝配基準，然后按照基準件逐步組裝其他模具零件；基準件的選擇取決于五金沖壓件模具的結構特點；導板模應選兼做卸料板的導向板做裝配基準件；用導柱導向的五金沖壓件模具，通常多以凹模作裝配基準件；落料沖孔復合模選用推料板作為裝配基準件，以推料板的出力中心點對準模柄中心為先決條件；
基準件選定后，將五金沖壓件模具各種零件按其間的單獨連接關系先裝配成組合件，然后以基準件為裝配基準進行五金沖壓件模具的總裝；
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文／支明遠，孫林·江鈴汽車股份有限公司
近年來，由于國家建設發展的需要，中重型載貨汽車需求量越來越大。由于重載汽車縱梁料厚板重，傳統手動落料生產模式不僅生產效率低，而且人工搬料存在一定的安全隱患，無法滿足增產需要。因此，創新設計，實現縱梁落料自動化是目前的發展方向。
模具設計總體思路
圖1 是某款卡車縱梁落料件，材質為B510L，料厚為6mm，產品凈重74.86kg，總孔數351
其上的螺孔和銷孔應在裝配時按凹模上的相應孔配鉆、配鉸；基于此，五金沖壓件模具類型和結構特點雖有不同，采用的裝配方法和安裝順序也有差異，但應遵守的裝配原則是相同的；
裝配五金沖壓件模具時首先需要選擇裝配基準件，以它作五金沖壓件模具的裝配基準，然后按照基準件逐步組裝其他模具零件；基準件的選擇取決于五金沖壓件模具的結構特點；導板模應選兼做卸料板的導向板做裝配基準件；用導柱導向的五金沖壓件模具，通常多以凹模作裝配基準件；落料沖孔復合模選用推料板作為裝配基準件
圖 5是落料沖孔復合模的基本結構。在模具的一方是落料凹模，中間裝著沖孔凸模；而另一方是凸凹模，外形是落料的凸模，內孔是沖孔的凹模。若落料凹模裝在上模上，稱為倒裝復合模；反之，稱為順裝復合模。
復合模的特點是：結構緊湊，生產率高，制件精度高，特別是制件孔對外形的位置度容易保證。另一方面，復合模結構復雜，對模具零件精度要求較高，模具裝配精度也較高。
:對於沖孔,一般以凸模為基準,間隙放在刀口上,對於落料,一般以凹模為基準,間隙放在沖子上;在連續模中一般是沖產品以外的廢料部分,相當沖孔,因此間隙放在刀口上,對於單邊切斷型,相當落料,其間隙放在刀口上,不過這種形式,也可以不放間隙;在沖孔落料復合模中,一般凸凹模,內外脫共用,因此存在間隙回屬問題,一般以凹模(又叫母模)為基準,凸模(又叫公模)單邊負多少.至於內外脫,其間隙一般以公母模來相配合.至於這個間隙要不要畫出來因各廠習慣而羿
沖壓模具設計有一個很基本的原則,那就是弱區先變形。我們很多時候,會遇到一些需要下料的產品,而這樣的產品,是不規則的,特別是一些地方會出現薄弱部分,比如細長的腰形部分,如果整體沖出來,會很大程度上降低下料沖頭的強度,這時我們可以對薄弱部分先沖孔,來看一個落料連續模設計薄弱部分先沖孔的實例。
首先我們看一下產品圖,如下:
看到這個產品圖,您會想到什么?如果對輪廓形狀中的薄弱部分進行外形落料沖裁
沖壓模具設計有一個很基本的原則,那就是弱區先變形.我們很多時候,會遇到一些需要下料的產品,而這樣的產品,是不規則的,特別是一些地方會出現薄弱部分,比如細長的腰形部分,如果整體沖出來,會很大程度上降低下料沖頭的強度,這時我們可以對薄弱部分先沖孔,來看一個落料連續模設計薄弱部分先沖孔的實例.
首先我們看一下產品圖,如下:
看到這個產品圖,您會想到什么?如果對輪廓形狀中的薄弱部分進行外形落料沖裁
摘要
經過長期實踐研究,通過對零件的工藝分析,用一套落料沖孔復合模完成了某型號產品中擋圈的制作過程，論述了沖裁模具的整體結構特點及工作過程。通過模具大幅度地提高了產品的生產效率。
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