技术资料 / School news

五金模具设计基础知识(四)

发布时间:2017-12-27 发布人: 点击次数:416次

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时,最好采用最高层者;原则上采用标准数;模具标准部品无此尺寸时,采用最接近者再进行加工。

  2、冲头之设计

  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、冲头之固定法及柄部之形状等方面简述之。

  (1)切刃部长度:阶段型冲头之切刃部长度之设计宜考虑加工时不会产生侧向弯曲、与压料板运动部份之间隙应适当。压料板与冲头切刃部之关系有引导型及无引导型,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)及与轴部垂直 (穿越加工)等两种方法,为提高冲头的耐磨耗性及耐烧著性,宜采用前者。切刃部形状是凸形状时可采用穿越加工,凹凸形状时采用上削加工或穿越加工并用方式。

  (3)冲头之固定法及柄部之形状:冲头之柄部大致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头之固定方式而有不同要求。

  (5)冲头长度之调整方法:冲切冲头之长度因再研磨加工而减短,为与其他工程如 (弯曲、引伸等)之冲头长度保持平衡及维持冲头设计长度,有必要调整冲头之长度。

  (6)配合冲压加工之冲头设计:为达到大量生产时冲压制品之品质安全及无不良品之产生,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:冲头之形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,此时之冲头宜加以分割处理 (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头直径之1、5倍

  4、导引销 (冲头)之设计

  导引销 (冲头)之引导部直径与材料导引孔之间隙,其尺寸及突出压料板之量依材料之厚度而设计,导引销之先端形状大致分为两种:炮弹形、圆锥形 (推拔形)。

  (1)炮弹形是最普通之形式,市面上亦有标准部品。

  (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、导引孔之大小,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项有:模具寿命及逃角之形状、母模之剪角、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,如设计不正确将会造成冲头之破损、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:外形冲切时为减低其冲切力,母模可采剪角设计,剪角大时冲切力之减低亦大,但易造成制品之反曲及变形。

  母模之分割:母模必须施以成形研磨等精加工,由於其是凹形状,研磨工具不易进入,故必须加以分割。

  (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状为双R与直线部 (斜度为30度)之组合,最好近似R形状。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角形状是非常重要的设计事项,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、润滑油油膜之破坏及减少顶出力等目的,直段部下方宜有逃部 (阶段形或推拔形)设计。特别是引缩加工之场合,此直段部有必要尽量少。

  6、冲头之侧压对策

  冲压加工时冲头左右承受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移,造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。有关冲头之侧压对策有下列方法: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挡块,切刃之侧面设有导引部 (尤其是切断及分断加工)。

  7、压料板之设计

  压料板之功能有剥离付著於冲头之材料及导引细小冲头之作用,依功能不同其设计内容有很大的不同。压料板之厚度及选用基准依制品设计有下列两种:可动式压料板、固定式压料板。

  压料板与冲头之间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),当设计压料板时依制品的不同而有所变动必须注意下列事项:1、压料板与冲头之间隙值及冲头导引部之长度,2、辅助导柱与压料板之装设标准及压料板之逃部设计,3、可动式压料板於冲压加工时为防止倾斜发生之对策,4、固定式导料板与压料板导引销孔之尺寸关系,5、固定式压料板之材料导引部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、压料板、母模)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种形式。