《[2017年整理]模具工程技术基础》由会员分享,可在线阅读,更多相关《[2017年整理]模具工程技术基础(112页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、模具工程技术基础绪 论模具 :模具是成形产品零件的专用工具,是工业生 产中的主要工艺装备。 模具成形特点 :A模具成型是少、无切屑的先进成型方法 。B模具可成型形状复杂的零件 。C制件的组织致密,强度和刚度都较高。 D操作简便,生产效率高,易实现机械化与自动化。模具分类:模具工程技术基础绪 论模具工程 :模具工程是将与模具有关的成形机械设备 、加工的原材料、制件、成形加工工艺、模具设计与 制造、材料与成本、精度与寿命、安装与调试、使用 和维护以及模具标准化等各方面问题 。模具技术的发展趋势:1.发展及加深成形理论基础和工艺原理的研究 。2.发展高效率,自动化的成形机械设备 。3.发展大型、微型
2、和高精度的模具 。4.发展高寿命和简易经济模具 。5.发展高效、精密、数控自动化模具加工设备及先进工 艺 。6.完善模具的标准化及专业化生产 。模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第一节 冲压加工概况 冲压:在常温下,利用冲压模在压力机上对板料或热 料施加压力,使其产生塑性变形或分离,以而获得所 需形状和尺寸的零件的一种压力加工方法。 冲压的基本工序 : 分离工序:冲压工件与板料沿要求的轮廓线相互分离。 (表1-1) 成形工序:毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形,获得 所需形状、尺寸和精度的加工方法。 (表1-2) 冲压加工特点 : 1.生产率高、操作简单、容易实现机械化和自动化; 2 .冲压
3、零件尺寸精度稳定,互换性好,成本低廉; 3. 可以获得强度高,刚度大,而重量小的零件; 4.可加工的复杂形状零件。 模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第二节 冲压材料及冲压设备 冲压材料要求 :1.应具有良好的塑性 。2.应具有光洁平整无缺陷损伤的表面状态 。3.材料厚度的公差应符合国家标淮的规定 。 冲压材料的种类 : 1.黑色金属板料 A普通碳素结构钢钢板 B优质碳素结构钢钢板 C电工础 钢 。 2 .有色金属板料 A 黄铜板 B 铝板 C 非金属材料 。冲压用材料的形状和规格 :板料、带料、条料、块料 。模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第二节 冲压材料及冲压设备 冲压设备冲压加
4、工的设备简称为冲压设备,包括曲柄压力机和 其他压力机 。曲柄压力机 曲柄压力机是通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转 变为冲压生产所需要的滑块直线往复运动的一种冲压设 备。曲柄压力机组成部分工作机构 、传动系统 、操纵系统 、能源部分 、支 承部分 图1-2 JB23-63型曲柄压力机工作原 理图 1-电动机 2-小带轮 3-大带轮 4-小 齿轮 5-大齿轮6-离合器 7-曲轴 8- 制动器 9-连杆 10-滑块 11-上模 12- 下模 13-垫板14-工作台 15-机身图1-1 JB23-63型曲柄压力 机外形图模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第二节 冲压材料及冲压设备 曲柄压力机的
5、型号JA2363A: J类别代号(J为机械压力机);A变型设计序号(A为 第一次变型);23列别、组别代号(23为开式双注可倾 压力机);63公称压力(10kN)的规格代号(为630kN) ;A结构和性能的改进设计序号(A为第一次进)。曲柄压力机的分类方法 A按机身结构形式分 B.按压力机连杆数量分 C按压力 机滑块数量和作用分 曲柄压力机的技术参数 A公称压力 B滑块行程 C滑块行程次数 D封闭高 度及封闭高度调节量 E其他参数 a 外形 b 工作原理图1-4双 点压力机外形及工作原理固 图1-5 压力机滑块许用 压力曲线模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第三节 主要冲压工艺 冲裁 冲裁
6、是利用模具使板料分离的一种冲压工艺。它包括 切断、落料、冲孔、修边、切口等多种工序 。冲裁变形过程 A弹性变形阶段 B.塑性变形阶段 C剪裂阶段 图1-7 冲裁变形过程模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第三节 主要冲压工艺 剪切面的特征: A塌角 B光亮带 C剪裂带 D 毛刺 尺寸精度 :冲裁件的剪切面一般以光亮带的尺寸作为冲裁件尺寸。 一般普通冲裁公差为IT10-IT12级,精密冲裁可达IT8-IT9 级。 图1-8 剪切面特征 A-塌角 B-光亮带 C-剪切带 D-毛刺模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第三节 主要冲压工艺 冲裁件的工艺件冲裁件的形状和尺寸 :A冲裁件形状应尽可能设
7、计成简单、对称,使排样时废 料最少; B冲裁件的外形和内孔应尽量避免尖锐的角,在各直线 或曲线连接处,除少、无废料排样或采用镶拼模结构 外,都应有适当的圆角相连; C冲裁件的凸出悬臂和凹槽宽度不宜过小; D冲孔时,孔径比不宜过小。其中最小孔径与孔的形状 、材料的力学性能、材料的厚度等有关; 模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第三节 主要冲压工艺 冲裁件的形状和尺寸 : E冲裁件的孔与孔之间,孔与边缘之间的距离不应过小 。当孔边缘与制件边缘不平行时应不小于材料厚度t, 平行时应不小于1.5t。 F在弯曲件或拉深件上冲孔时,其孔壁与工件壁之间应 保持一定的距离,若距离太小,冲孔时会使凸模受水
8、平推力而折断。 冲裁件的精度与粗糙度 A冲裁件内外形的经济精度不高于IT11级,一般 要求落料件精度最好低于IT10级,冲孔件最好 低于IT9级。 B冲裁件断面的表面粗糙度和允许的毛刺高度可 见表1、表2、表3 模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第三节 主要冲压工艺 弯曲工艺 弯曲是将平直板材或管材等型材的毛坯或半成品,用 模具或其他工具弯成具有一定角度或一定形状制件的 加工方法。弯曲加工方式见表4 。弯曲过程: 图1-9弯曲过程模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第三节 主要冲压工艺 弯曲变形特点 :弹性弯曲 弹-塑性弯曲 纯塑性弯曲 图1-10 弯曲坯料变形区切向应力分布 a)弹性弯
9、曲 b)弹-塑性弯曲 c)纯塑性弯曲模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第二节 主要冲压工艺 弯曲件质量分析 :弯裂与最小弯曲半径Rmin 当外侧切向伸长变形超过材料的塑性极限时,在板料的外 侧将产生裂纹。在不产生裂纹的条件下,允许弯曲的最小半径称为最小弯 曲半径Rmin 。回弹 回弹是指弯曲时弯曲件在模具中所形成的弯曲角与 弯曲半径在出模后会因弹性恢复而改变的现象。回弹的 程度以回弹角表示。 偏移 偏移一般是由于零件或模具不对称使工件两边受到 的摩擦力不相等,引起毛坯在弯曲过程中在水平方向移 动造成的。 模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第三节 主要冲压工艺 弯曲件的结构工艺性 :1弯
10、曲件的圆角半径不宜小于最小弯曲半径 。2弯曲件的直边高度h应大于两倍料厚 。3对阶梯形坯料进行局部弯曲时,在弯曲根部容易撕裂 。4弯曲有孔的坯料时,如果孔位于弯曲区附近,则弯曲时 孔会产生变形。 5弯曲件形状应对称,弯曲半径应左右一致,以保证弯曲 时板料的平衡,防止产生滑动 。模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第三节 主要冲压工艺 拉深工艺 拉深过程 利用模具将平板毛坯变成开口空心零件的冲压加工方法 称为拉深 。图1-13拉深变形过程模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第三节 主要冲压工艺 拉深变形特点 1变形程度大,而且不均匀,因此冷作硬化严重,硬度 、屈服强度提高,塑性下降,内应力增
11、大。 2容易起皱 所谓起皱,是指拉深件的凸缘部分(无凸缘 的制件在筒体口部)由于切向压应力过大,材料失去稳 定而在边缘产生皱折 。 3拉深件各处厚度不匀均 。 图1-15所示图1-15拉深时制件厚度的变化模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第三节 主要冲压工艺 拉深件的工艺性 1拉深件的形状应尽量简单、对称,尽可能一次拉深成 形,否则应多次拉深并限制每次拉深程度在许用范围内 。 2为使拉深变形容易,凸缘和底部圆角半径不能太小。 3凸缘的大小要适当,凸缘过大时凸缘处不易产生变形 ;凸缘过小,压边圈压边效果较差,拉深时易起皱。 4拉深件的壁厚是由边缘向底部逐渐减薄,因此对拉深 件的尺寸标注应只标
12、注外形尺寸(或内形尺寸)和坯料的 厚度。 5拉深件的直径公差等级一般为ITl2-ITl5级,高度尺寸 为ITl3-ITl6级(公差可按对称公差标注)。当拉深件的尺 寸公差等级要求高或圆角半径要求小时。可在拉深以后 增加整形工序。模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第三节 主要冲压工艺 挤压工艺 挤压工艺是利用压力机和模具对金属坯料施加强大的压 力,把金属材料从凹模孔或凸模和凹模的缝隙中强行挤 出,得到所需工件的一种冲压工艺。 挤压也可分为正挤压、反挤压、复合挤压和径向挤压, 图1-16为各种挤压示意图。图1-16挤压示意图 a 正挤压 b 反挤压 c复合挤压 d径向挤压abcd模具工程技术基
13、础第一章 冲压工艺及设备第三节主要冲压工艺 挤压特点: 节约原材料;提高零件的机械性能;生产率高;可以 制造用其它方法难以制作的零件;尺寸精确,粗糙度 值比较小粗糙度Ra可达3.20.4m,最高可达0.1m 。零件公差等级可达到IT8。挤压过程 图1-17 正挤从实心件的网格变化情况线模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第三节 主要冲压工艺 挤压工艺性 1挤压金属材料塑性越好,硬度越低,含碳量越低,含 硫、磷等夹杂物越少,冷作硬化敏感性愈弱,则对冷挤 压越有利,工艺性越好。 2挤压件的形状与尺寸应合理。 3由于机械加工切除,应适当设置工艺余量。挤压件挤 出的棱边和端头一般是不平整的。当要求零
14、件端面平整 时,应预加修边余量。 4冷挤压件的尺寸公差受到制件尺寸大小、毛坯状态, 模具与压力机的精密程度和刚性等因素的影响,一般冷 挤压件的径向尺寸公差可达IT8级。模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第四节 冲模基本结构零部件在模具中所起的作用不同,可将冲模上的零件 都可以根据其作用分为五种类型。 。 1.工作零件是直接使被加工材料变形、分离,从而加工成 工件。 2.定位零件的作用是控制条料的送进方向和送进距离,确 保条料在冲模中的正确位置。 3. 压料、卸料与顶料零件包括冲裁模的卸料板、顶出器、 废料切刀、拉深模中的压边圈等。 4. 导向零件的作用是保证上模对下模相对运动精确导向, 使
15、凸模和凹模之间保持均匀的间隙,提高冲压件的品质。 5. 固定零件包括上模板、下模板、模柄、凸模和凹模的固 定板、垫板、限位器、弹性元件、螺钉、销钉等。模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第四节 冲模基本结构图1-18 倒装式复合模 1-下模座 2-导柱 3、20-弹簧 4-卸料板 5-活动挡料销 6-导套 7-上模座 8-凸模 固定板 9-推件块 10-连接推杆 11-推板 12-打杆 13-模柄 14、16-冲孔凸模 15- 垫板 17-落料凹模 18-凸凹模 19-固定板 21-卸料螺钉 22-导料销 模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第四节 冲模基本结构 简单模 :图1-19 无导
16、向简单落料模 1-模柄 2-凸模 3-卸料板 4-导向板 5- 凹模 6-下模座 7-定位板在压力机的一次冲 压行程中,只完成 一道工序的模具。 模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第四节 冲模基本结构 简单模 :图1-20 导板式落料模 1-模柄 2-止动销 3-上模座 4、8-内六角螺钉 5-凸模6-垫板 7-凸模固定板9 -导板10-导料板 11-承料板 12-螺钉 13-凹模 14-圆柱销 15-下模座16-固定 挡料销 17-止动销 18-限位销 19-弹簧 20-始用挡料销 模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第四节 冲模基本结构 简单模 :图1-21 导柱式落料模 1-螺帽2-导料螺钉 3-挡料销 4-弹簧 5-凸模固定板 6-销钉 7-模柄 8- 垫板 9-止动销 10-卸料螺钉 11-上模座 12-凸模 13-导套 14-导柱 15-卸料板 16-凹模 17-内六角螺钉 18-下模座 模具工程技术基础第一章 冲压工艺及设备第四节 冲模基本结构 弯曲模 : 弯曲模的作用是使坏