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CAD模具设计教程大全
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模具设计基础知识不做设计也必须看

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发表于 2019-2-11 16:59 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
一冲压模具依构造可分为单工程模复合模连续模三大类前两类需较多人力不符经济效益连续模可大量生产效率高同样设计一套高速精密连续冲模也要?#38405;?#25152;生产的产品包含所有用冲压加工出来的产品设计连续冲模需注意各模组之间的间距零件加工精度组立精度配合精度与干涉问题以达到连续模自动化大量生产的目的
二单元化设计之概念冲压模具整体构造可分成二大部分共通部分依制品而变动的部分共通部分可?#21491;员?#20934;化或规格化依制品而变动的部分是难以规格化
三模板之构成及规格
1模板之构成
冲压模具之构成将依模具种类及构成及相异有顺配置型构造与逆配置型构造二大类前者是最常使用的构造后者构造主要用於引伸成形模具或配合特殊模具
从事的主要工作包括
1数字化制图将三维产品及模具模型转换为常规加工中用的二维工程图
2模具的数字化设计根据产品模型与设计意图建立相关的模具三维实体模型
3模具的数字化分析仿真根据产品成形工艺条件进行模具零件的结构分析热分析疲劳分析和模具的运动分析
4产品成形过程模拟注塑成形冲压成形
5定制适合本公司模具设计标准件及标准设计过程
6模具生产管理
2模具之规格
1模具尺寸与锁紧螺丝
模板之尺寸应大於工作区域并选择标准模板尺寸模板锁紧螺丝之位?#38376;?#32622;与模具种类及模板尺寸有关其中单工程模具最常使用锁紧螺丝配置?#31471;?#36793;角最标准?#38382;?#24037;作区域可广大使用长形之模具及连续模具最常使用锁紧螺丝配置?#31471;?#36793;角及中间位置
2模板之厚度
模板之厚度选择与模具之构造冲压加工种类冲压加工加工力冲压加工精度等有绝对关系依据理论计算决定模具之厚度是困难?#27169;?#19968;般上系由经验求得设计使用的模板厚度种类?#21496;?#37327;少配合模具高度及夹紧高度?#21491;员?#20934;化?#21592;?#21033;采购及库存管理
四模板之设计
连续模具之主要模板有冲头固定板压?#20064;?#27597;模板等等其构造设计依冲压制?#20998;?#31934;度生产数量模具之加工设备与加工方法模具之维护保养方式等有三?#20013;问?#25972;块式轭式镶入式
1整块式
整块式模板亦称为一体构造型其加工形状必须是封闭的整块式模板主要用於简单结构或精度不高的模具其加工方式以切削加工为主不需热处理采用热处理之模板必须再施行线切割加工或放电加工及研磨加工模板尺寸长连续模具之场合将采用两块或多块一体型并用之
2轭式
轭式模板之中央部加工成凹沟状以组装块状品其构造依应用要求凹沟部可以其他模板构成之此轭式模板构造之优点有沟部加工容易沟部宽度可调整之加工精度良好等但?#25307;?#20302;是其缺点
轭式模板之设计注意事项如下
1轭板构部与块状部?#20998;?#23884;合采中间配合或轻配合方式如采强压配合将使轭板发生变化
2轭板兼俱块状部?#20998;?#20445;持功能为承受块状部?#20998;?#20391;压及面压必须具有足够的?#25307;ԡ?#36824;有为使轭板沟部与块状部品得到密著组合其沟部角隅作?#21830;?#38553;加工如轭板沟部角隅不能作?#21830;?#38553;加工则块状部品须作?#21830;?#38553;加工
3块状部?#20998;?#20998;?#38051;?#21516;时考虑其内部之形状基准面必须明确化为使冲压加工时不产生变形亦要注意各个块状部?#20998;?#24418;?#30784;?/font>
4轭板组入许多件块状部品?#20445;?#30001;於各块状部?#20998;?#21152;工累积误差使得节距产生变动解决对策是中间块状部品设计成可调整方式
5块状部品采并排组合之模具构造由於冲切加工时块状部品将承受侧压使各块状部品间产生间隙或造成块状部?#20998;?#20542;斜此现象是冲压尺寸不良冲屑阻塞等冲压不良之重要原因因此必须有充分的对策
6轭板内块状部?#20998;?#22266;定方法依其大小及形状有下列五种以锁紧螺丝固定以键固定以形键固定以肩部固定以上压件如导?#20064;?#21387;紧固定
3镶入式
模板中加工圆?#20301;?#26041;形之凹部将块状部品镶合嵌入於模板中此种模板称为镶入式构造此构造之加工累积公差少?#25307;?#39640;分解及组立时之精度再?#20013;?#33391;好由於具有容易机?#23548;?#24037;加工精度由工作机械决定最后调整之工程少等优点镶入式模板构造已成为精密冲压模具之主流但其缺点?#20999;?#35201;高精度的孔穴加工机
连续冲压模具采用此模板构造?#20445;?#20026;使模板具有高?#25307;?#35201;求乃设计空站镶入式模板构造之注意事项如下所述
1嵌入孔穴之加工模板之嵌入孔穴加工使用立式铣床或治具铣床综合加工机治具镗床治具磨床线割放电加工机等嵌入孔穴之加工基准使用线割放电加工机?#20445;?#20026;提高其加工精度乃进行二?#20301;?#20197;上之线割加工
2嵌入件之固定方法嵌入件固定方法之决定因素有不变动其加工的精度组立及分解之容易性调整之可能性等嵌入件之固定方法有下列四种以螺丝固定以肩部固定以趾块固定其上部?#22253;?#20214;压紧母模板之嵌入件固定方法亦有采用压入配合此时应避免因加工热膨胀而产生的?#27801;?#32467;果使用圆形模套嵌入件加工不规则孔穴时应设计回转防止方法
3嵌入件组立及分解之考量嵌入件及其孔穴加工精度要求高以进行组立作业为得到即使有稍微的尺寸误差亦能於组立时?#21491;?#35843;整宜事先考虑解决对策嵌入件加工之具体考虑事?#38051;?#19979;列五项设有压入导入部以隔片调整嵌入件之压入状态及正确位置嵌入件底面设有压出用孔穴以螺丝锁紧时宜采用同一尺寸之螺丝以利锁固及松开为防止组立方向之失误应设计?#26469;?#20498;角加工
连续冲模设计技术
五单元化之设计
1模具对准单元
模具对准单元亦称为模具刃件之对合引导装置为确?#24403;?#25345;上模与下模之对准及缩短其准备时间依制品精度及生产数量等条件要求模具对准单元主要有下列五种
1无?#23478;?#22411;模具安装於冲床时直接进行其刃件之对?#29486;?#19994;不使用引导装置
2外?#23478;?#22411;此种装置是最标准的构造?#23478;?#35013;置装设於上模座及下模座不通过各模板一般称为模座型
3外?#23478;?#19982;内?#23478;?#24182;用型一此种装置是连续模具最常使用之构造冲头固定板及压?#20064;?#38388;装设内?#23478;?#35013;置冲头与母模之对合利用固定销及外?#23478;?#35013;置内?#23478;?#35013;置之另一作用是防止压?#20064;?#20542;斜及保护细小冲头
4外?#23478;?#19982;内?#23478;?#24182;用型二此种装置是高精密度高速连续模具之使用构造内?#23478;?#35013;置贯穿冲头固定板压?#20064;?#21450;母模固定板等等内?#23478;?#35013;置本身亦有模具刃件对合及保护细小冲头作用外?#23478;?#35013;置之主要作用是模具分解及安装于冲床时能得?#20132;?#39034;目的
5内?#23478;?#22411;此构造不使用外?#23478;?#35013;置内?#23478;?#35013;置贯穿冲头固定板压?#20064;?#21450;母模固定板等等正确地保?#25351;?#22359;板之位置关系性?#21592;?#25252;冲头
2导注及导套单元
模具之?#23478;?#26041;式及配件有导注及导套单元之种类有两种外?#23478;?#22411;模座?#31361;?#31216;主?#23478;?#20869;?#23478;?#22411;或称辅助引另行配合精密模具之要求使用外?#23478;?#19982;内?#23478;?#24182;用型之需求性高
1外?#23478;?#22411;一般上使用於不要求高精密度之模具大多与模座构成一单元?#20223;?#20043;主要作用是模具安装於冲床时之刃件对合几乎没有冲压加工中之动态精度保?#20013;?#26524;
2内?#23478;?#22411;由於模具加工机之进展最近急速普及主要作用除了模具安装於冲床时之刃件对合外亦有冲压加工中之动态精度保?#20013;?#26524;
3外?#23478;?#19982;内?#23478;?#24182;用型一副模具同时使用外?#23478;?#19982;内?#23478;?#35013;置
3冲头与母模单元 圆形
1冲?#36820;?#20803;圆形冲?#36820;?#20803;依其形状肩部?#22270;?#24179;直型长度维修之方便性使用冲?#36820;?#20803;宜与压?#20064;?#23548;套单元配合
2母模单元圆?#25991;?#27169;单元亦称为母模导套单元其?#38382;?#26377;整块式及分开式依生产数量使用寿命及制品或冲屑之处理性母模单元之组合系列有使用模板直接加工母模形状具有二段斜角之逃隙部是否要使用背板不规则母模形状必须有回转防止设计
4压?#19979;?#26643;与弹簧单元
1压?#19979;?#26643;单元压?#20064;?#34746;栓之种类有外螺丝型套筒型内螺丝型为保持压?#20064;?#26044;指定位置平行状态压?#19979;?#26643;之停止方法肩部接触部位模座凹穴承受面冲头固定板顶面冲头背板顶面
2压料弹簧单元可动式压?#20064;?#21387;料弹簧单元可大致分为单独使用型与压?#19979;?#26643;并用型
选择压料弹簧单元时最好考虑下列要点再决定之
确保弹簧之自?#27801;?#24230;及必要的压缩量 压缩?#30475;?#20043;弹簧宜置于压?#20064;?#20985;穴
初期的弹簧压缩量 预压缩量或荷重之调整有无必要
考量模具组立或维护保养之容易性
考量与冲头或压?#19979;?#26643;长度之关系
考量安全性 防?#27807;?#31783;断裂时之?#27801;z?/font>
5?#23478;?#38144;单元 料条送料方向之定位
1?#23478;?#38144;单元?#23478;?#38144;之主要作用是连续冲压加工时得到正?#36820;乃?#26009;节距冲压模具用?#23478;?#21333;元有间?#26377;??#23478;?#38144;单独使用及直?#26377;??#23478;?#38144;装设於冲头内部两?#20013;问?/font>
2?#23478;?#38144;之组装方式与冲孔冲头有相同 装设於冲头固定板利用弹簧将其受制於冲头固定板
3?#23478;?#38144;另外装设於压?#20064;?#20043;?#38382;?#30001;于要求?#23478;?#38144;突出於压?#20064;?#20043;?#30475;?#21040;一定及防止模具上升时之容易带上被加工材料压?#20064;?#20043;?#25307;?#21450;?#23478;问?#26377;必要注意之
4?#23478;?#38144;单元有直?#26377;停?#20854;装设於冲头内主要用于外形冲切 下料加工或引伸工程之切边加工其位置定位系利用制?#20998;?#23380;及引伸部内径
6导料单元
1外形冲切 下料加工或连续冲压加工?#20445;?#20026;?#36129;?#21152;工材料之宽度方向受到?#23478;?#21450;得到正?#36820;乃?#26009;节距乃使用导料单元
2料条宽度方向之?#23478;?#35013;置?#23478;?#26041;式有固定板?#23478;?#38144;型可动?#23478;?#38144;型板隧道?#23478;?#22411; 单块板板?#23478;?#22411; 两块构成升料销?#23478;?#22411; 有可动式固定式及两者并用之
3起始停止之?#23478;?#35013;置其?#38382;?#26377;滑块式可动销式等两种主要作用是材料置于模具之最初起始位置定位
4送料停止装置可正确地决定出送料节距主要用於人手送料之场合其?#38382;?#26377;固定式停止销可动式停止销边切停止方式挂钩停止机构自动停止机构模具人杂志微信 模具行业第一微信?#25945;?/font>
(5侧推式导料机构冲压加工时材料被压向一方可防?#20849;?#26009;因料条宽度与导料件宽度差所产生的蛇行现象
6胚料位置定位导料机构其?#38382;?#26377;固定销导料型 利?#38376;?#26009;之外形固定销导料型 利?#38376;?#26009;之孔穴导?#20064;?大件部品用导?#20064;?一体形导?#20064;?分割形
7升料与顶料单元
1升料销单元其主要作用是进行连续冲压加工时将料条升至母模上 位置高度称为送?#32454;?#24230;并达到顺利送料目?#27169;?#20854;?#38382;?#26377;?#33655;?#26009;销型 圆形?#30475;?#21319;料用是最普通的升料销单元?#31783;?#26009;销型 圆形设有导料销用孔升料销设有导料销用孔可防?#20849;?#26009;承受?#23478;?#38144;之变形及使?#23478;?#38144;确实发生作用?#31783;?#26009;及导料销型兼俱导料功能连续模具之导?#29486;?#24120;使用此?#38382;?#21319;料销型?#31783;?#26009;销型 方形如有需求设有空气吹孔?#31783;?#26009;及导料销型 方形
2顶料单元自动冲压加工时必须防止冲切制品或冲屑之跳於母模表面?#21592;?#20813;模具损?#23548;?#19981;良冲压件之产生
3顶出单元顶出单元之主要作用是?#30475;?#20914;压加工时将制品或废?#29486;阅?#27169;内顶出顶出单元之装设场所有二逆配置型模具时装设於上模部份顺配置型模具时装设於下模部份
8固定销单元
固定销单元之形状及其尺寸依标准规格需要而设计使用时之注意事?#38051;У?#22266;定销孔宜为贯穿孔不能的场合考虑容易使用螺丝卸除之设计方法固定销长度?#35782;?#26368;好不可大于必要的长度固定销孔宜有必要的逃离部置于上模部份之场合应设计防止落下之机?#25346;?#38450;止其掉落采用一方压入配合一?#20132;?#21160;配合之场合滑动侧之固定销孔稍微大於固定销固定销之数量以两只为原则尽量选择相同之尺寸
9压?#20064;?#21333;元
压?#20064;?#21333;元之特别重要点是压料面与母模面有正?#36820;?#24179;行度及缓冲压力要求平衡
10失误检出单元
以连续模具冲压加工?#20445;?#27169;具必须设计失误检出单元以检出送料节距之变化量是否超过其基准而停止冲床之运转失误检出单元是装设於模具内部依其检出方法有下列两种装设?#38382;?#19978;模内装设检出销之?#38382;?#24403;其偏离料条孔穴?#20445;?#23558;与料条相接触而检知下模内装设检出销之?#38382;?#24403;料条之一部与检出销接触而检知最近利用接触方式之检出方法将有所改变使用近接开关之事例有增加趋势
上模内装设检出销是标准的检出装置由于其于下死点附近检出检出开始至冲床停止有时间偏差要完全达到失误防止效果是困难的装于下模之检出装置当材料送料动作完成后马上直接进行检出此方法已受到重?#21360;?/font>
11废料切断单元
连续冲压加工时料条 废料将陆续离开模具内其处理方式有两种利用卷料机卷取之利用模具切?#29486;?#32622;将其细化又后者之方式有两种利用专用废料切断机 设置於冲压机械外部装设?#35835;?#32493;模具最後工程之切断单元
12高度停止块单元
高度停止块单元之主要作用是正确地决定上模之下死点位置其?#38382;?#26377;下列两种冲压加工时亦经常接触之方式组装时才接触冲压加工时不接触之方式还有当模搬运保管?#20445;?#20026;防止上模与下模之接触最好于上模与下模之间置入隔块当精度要求无必要?#20445;?#20854;使用标准可采用螺丝调整型
连续冲模设计技术
六主要模具元件之设计
1标准部品及规格
模具用标准规格之选择方法最好考量下列事项使用的规格内容不受限制?#20445;?#26368;好采用最高层者原则上采用标准数模具标准部品无?#39034;?#23544;?#20445;?#37319;用最接近者再进行加工
2冲?#20998;?#35774;计
冲头依其功能可大致分为三大部份加工材料之刃部先端 切刃部其形状有不规则形方形圆形等与冲头固定板接触部 固定部或柄部其断面形状有不规则形方形圆形等刃部与柄部之连结部份 中间部
冲头各部份之设计基准分别从切刃部长度切刃部之研磨方向冲?#20998;?#22266;定法及柄部之形状等方面简述之
1切刃部长度?#33322;?#27573;型冲?#20998;?#20999;刃部长度之设计?#19997;?#34385;加工时不会产生侧向弯曲与压?#20064;?#36816;动部份之间隙应适当压?#20064;?#19982;冲头切刃部之关系有引导?#22270;?#26080;引导型切刃部直段长度将有所不同
2切刃部之研磨方向切刃部之研磨方向有与轴部平行 上削加工及与轴?#30475;?#30452; 穿越加工等两种方法为提高冲?#36820;?#32784;磨耗性及耐烧著性宜采用前者切刃部形?#35789;?#20984;形?#35789;?#21487;采用穿越加工凹凸形?#35789;?#37319;用上削加工或穿越加工并用方式
3冲?#20998;?#22266;定法及柄部之形状冲?#20998;?#26564;?#30475;?#33268;分为直段型与肩部型两种其固定方式之选用因素有制品及模具之精度冲头及冲头固定板之加工机械与加工方法维护保养之方法等
4柄部之尺寸及精度冲头柄部之尺寸及精度将随冲?#20998;?#22266;定方式而有不同要求
5冲头长度之调整方法冲切冲?#20998;?#38271;度因再研磨加工而减短为与其他工程如 弯曲引伸等之冲头长度保?#21046;?#34913;及维持冲头设计长度有必要调整冲?#20998;?#38271;度
6配合冲压加工之冲头设计为达到大量生产时冲压制?#20998;分?#23433;全及无不?#35745;分?#20135;生模具方面有必要考虑下列事项冲头加工之研磨方向要同一性表面宜施以抛光处理为防止冲屑之浮上冲头内可装设顶出销或加工空气孔为减少冲切力冲孔冲头施以斜角加工还有大冲头附近的细小冲头宜较短些以减少受到冲击
7配合加工法之冲头设计冲?#20998;?#24418;状设计与加工困难度有绝对的关系当其过份接近时冲头固定板之加工变为困难此时之冲头宜?#21491;?#20998;割处理 采组合方式
3冲头固定板之设计
冲头固定板之厚度与模具及荷重之大小有关系性一般上为冲头长度之30~40%还有冲头引导部长度宜高于冲?#20998;本?#20043;15倍
4?#23478;?#38144; 冲头之设计
?#23478;?#38144; 冲头之引导部直径与材料?#23478;?#23380;之间隙其尺寸及突出压?#20064;?#20043;量依材料之厚度而设计?#23478;?#38144;之先端形状大致分为两种?#21495;?#24377;形圆锥形 推拔形
1炮弹?#38382;?#26368;普通之?#38382;?#24066;面上亦有标准部品
2圆锥形有一定的角度很适合用於小件之高速冲压推拔角度之决定因素有冲压行程被加工件之材质?#23478;?#23380;之大小加工速度等推拔角度大时较容易修正被加工材料之位置但推拔部之长度将变长推拔部与圆筒部连接处宜滑顺之
5母模之设计
1冲切母模之设计
冲切母模之形状设计应考量之要?#38051;У?#27169;具寿命及逃角之形?#30784;?#27597;模之剪角母模之分割模具设计大师微信mujuren
模具寿命及逃角之形状此设计是非常重要的事项如设计不正?#26041;?#20250;造成冲?#20998;?#30772;损冲屑之堵塞或浮上毛边之发生等冲压加工不良现象
母模之剪角外形冲切时为减?#25512;?#20914;切力母模可采剪角设计剪角大时冲切力之减低亦大但?#33258;?#25104;制?#20998;?#21453;曲及变形
母模之分割母模必须施以成形研磨等精加工由於其?#21069;?#24418;状研磨工具不易进入故必须?#21491;?#20998;割
2弯曲母模之设计
弯曲加工用母模之设计为防止回弹及过度弯曲等现象之发生U形弯曲加工用母模之部形?#27425;?#21452;R与直线部 斜?#20219;?0度之组合最好近似R形?#30784;R部形状经成形研磨或NC放电加工後应施以抛光处理
3引伸母模之设计
引伸母模角隅部形状及逃?#20999;词?#38750;常重要的设计事项有关角隅部及逃角之形状及特征如下引伸母模R角值大时较易引伸加工但亦产生引伸产品表面产生皱摺现象引伸制品侧壁厚度大於板厚引伸厚板件及顶出困难之场合母模R值要取小约为板厚之1-2倍一般上圆筒及方筒引伸母模之大多引伸部作成直段状为防止烧著发生润滑油油膜之破?#23548;凹?#23569;顶出力等目?#27169;?#30452;段部下方宜有逃部 阶段?#20301;?#25512;拔形设计特别是引缩加工之场合此直段部有必要尽量少
6冲?#20998;?#20391;压对策
冲压加工时冲头左?#39029;?#21463;均等之荷重是最佳理想 即侧压为零状态冲头承受侧向压力时将使上模与下模产生横方向之偏?#30130;?#36896;成模具间隙之部份变大或变小 间隙不均匀及无法得到良好精度的冲压加工有关冲?#20998;?#20391;压对策有下列方法改变加工方向单侧加工 冲切弯曲引伸等之制品宜采两排布列方式冲头或母模装设侧压?#37096;?#20999;刃之侧面设有?#23478;?#37096; 尤其是切断及分断加工
7压?#20064;?#20043;设计
压?#20064;?#20043;功能有剥离付著於冲?#20998;?#26448;料及?#23478;?#32454;小冲?#20998;?#20316;用依功能不同其设计内容有很大的不同压?#20064;?#20043;厚度及选用基?#23478;?#21046;品设计有下列两种可动式压?#20064;?#22266;定式压?#20064;?/font>
压?#20064;?#19982;冲?#20998;?#38388;隙值宜小於模具间隙之半 尤其是精密连续模具更应遵守此原则当设计压?#20064;?#26102;依制品的不同而有所变动必须注意下列事项1压?#20064;?#19982;冲?#20998;?#38388;隙?#23548;?#20914;?#36820;家?#37096;之长度2辅助导柱与压?#20064;?#20043;装设标准及压?#20064;?#20043;逃部设计3可动式压?#20064;?#26044;冲压加工时为防止倾斜发生之对策4固定式导?#20064;?#19982;压?#20064;家?#38144;孔之尺寸关系5固定式压?#20064;?#20043;材料?#23478;?#37096;与被加工材料宽度之关系
8背压板之设计
冲压加工时主要作用件 冲头压?#20064;?#27597;模之後方将承受面压当冲压力高於面压力时宜采用背压板 特别是冲头及母模模套之背面背压板之使用方式有局部使用与全面使用两?#20013;问?/font>



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