冷冲裁模具（精选三篇）
冷冲裁模具 篇1
关键词：模具,调试,冲裁,翻边
1 模具需要调试的几种情况
1)新制造的冷冲模具加工装配以后,并不能直接生产出合格产品,需要进行调试。
2)模具长时间使用后,冲压件质量发生变化,需要进行调试。
3)模具维修后,需要进行调试。
2 冲裁模的调试
2.1 冲裁模的调整要点
1)凸、凹模切入量调整,一般刃口切入量取2~4mm,在能够切断材料的情况下选择较小的切入量可以延长模具寿命。
2)凸、凹模间隙调整。
3)定位装置的调整。
4)卸料系统的调整。
5)废料的排出调整。
2.2 冲裁模的一些主要问题调整方法
2.2.1 冲裁件的形状和尺寸不正确
1)凸模与凹模的形状及尺寸不正确——修正凸模和凹模的形状及尺寸,最终使产品达到要求。
2)型面定位不准确———修正定位型面或者增加辅助定位(此项要注意,冲压件放件不稳极易造成模具损害,尤其侧冲模具)。
3)定位板/杆/销不准确———修正定位板/杆/销位置或者增加辅助定位。
2.2.2 冲裁件毛刺超过标准。
1)通过观察剪切面(光亮带)、断裂面来确定冲裁间隙是过大还是过小,一般冲裁成品的光亮带占板厚的1/2~1/3即可,实际上冲裁间隙适当放大可以延长模具寿命。光亮带按上述标准宽,冲裁间隙大———减小冲裁间隙,可以通过补焊,后部加垫片或重新加工凸凹模。光亮带按上述标准窄,冲裁间隙小——增大冲裁间隙,用砂轮或油石仔细研磨。光亮带宽窄不均匀,冲裁间隙不均匀———参照以上修正冲裁间隙。
2)冲裁刃口磨损或崩裂———修磨刃口,如有损坏依损坏程度补焊或者更换镶块。
3)冲裁刃口硬度不够———重新淬火,如果仍然有问题可以考虑更换镶块,也可以提高镶块材质。
4)侧向力大造成冲裁时刃口间隙变大产生毛刺———模具整体侧向力大的时候增加防侧导板;局部刃口镶块侧向力大时增加防侧键,也可能需要更换材质强度更高的镶块。
2.2.3 冲裁模具排废料困难
尤其是某些异形料和侧冲孔,如果排料困难极易损害模具;相比之下自动线对排料要求相对较高
1)刃口空刀过小———加大刃口空刀;
2)刃口高度过大———减小刃口高度;
3)刃口不垂直———修磨刃口垂直度;
4)刃口光洁度差———修磨刃口光洁度;
5)切入量不够———整体切入量可以直接调整机床,局部切入量不过可以在镶块下部加垫片,或者补焊刃口来实现;
6)废料排放空间———增大排放空间;
7)废料排放角度过小———尽量增大排放角度,如不可行,可以考虑使用波纹板或者滚轮结构,也可考虑传送带等其他辅助措施;
8)废料形状不规则———可以在上模镶块增加压型部分使废料变形;也可以增加上模增加打料杆,下面增加辅助滑料杆;必要时增加废料刀或者更改工艺分工序切断。
2.2.4 卸料困难
弹性树脂或橡胶卸料:更换新的弹性树脂或橡胶。卸料板(也叫退料板/芯,压料板/芯)卸料:
1)卸料板本身的加工装配问题造成卸料板倾斜或者配合过紧———重新加工装配卸料板等零件;
2)卸料板偏载造成的倾斜———增加平衡块;
3)卸料力不够———更换弹簧,如果非弹簧损害造成可以考虑换弹力更大的弹簧;
4)卸料板行程不够———重新计算卸料板行程。
2.2.5 取料困难
通常是因为没有入手点,或者下模干涉,产品毛刺(尤其是侧冲毛刺)———下模增加弹性退料装置,如果有毛刺方面的原因参照上面毛刺的处理方法。
2.2.6 冲压件变形
型面变形:卸料板或凸模形状不正确———重新加工修正卸料板、凸模;冲裁边线或者孔变形(临时措施可以在冲裁部位加润滑油);刃口光洁度不够———提高刃口光洁度;卸料板间隙过大———补焊卸料板,重新修研间隙;毛刺过大造成———参考上面毛刺处理方法。
2.2.7 刃口互啃
1)凸凹模装偏———重装凸模或凹模;
2)导柱导套间隙大———更换导柱导套;
3)凸模、导柱等零件不垂直于安装面———安装面偏差的话重新加工安装面,零件安装问题则重新装配;
4)导柱长度不够———更换导柱。
2.2.8 凸模折断
1)冲裁时存在侧向力———增加防侧向力的结构;
2)卸料板倾斜———修正卸料板或是凸模加导向装置;
3)卸料困难造成卸料板不能归位———参考上述卸料困难问题。
3 翻边模的调试
3.1 冲压件翻边的几种形式
3.2 翻边模的一些主要问题调整方法。
3.2.1 翻边拉伤
1)凸凹模间隙过小———放大间隙;
2)凹模(翻孔为凸模)不光洁———抛光模具;
3)模具、板料作业环境不清洁——清洁模具及板料,改善作业环境;
4)凹模(翻孔为凸模)硬度低———提高凹模硬度,进行镀铬、渗氮、PVD、TD等表面处理,必要时镶块可以使用更加耐磨、硬度更好的材料。
3.2.2 翻边破裂
1)凸凹模间隙过小———放大间隙;
2)拉伤严重导致的开裂———参照上面拉伤问题的处理;
3)伸长类翻边的翻边高度过高———可以在拉延序作处理来增加后序翻边的余肉(增加水滴形状)或减少后序翻边的高度(根据不同情况增加拉延深度或者翻边预拉延)、也可以考虑产品更改增加豁口;
4)毛刺过大———参照上面冲裁模具部分处理上序模具毛刺问题。
3.2.3 翻边起皱或叠料
1)凸凹模间隙过大———减小间隙;
2)压缩类翻边的翻边高度过高——可以在拉延序作处理来使拉延件形状尽量接近产品(角度更接近)或减少后序翻边的高度(根据不同情况增加拉延深度或者翻边预拉延)、也可以考虑产品更改增加豁口;
3)模具未压到位———调整闭合高度(有些液压机床可能需要调整压力)。
3.2.4 翻边不齐,边缘不平
1)凸凹模间隙不均———修正凸凹模间隙;
2)定位不准确———修正定位型面或者定位销、增加辅助定位;
3.2.5 翻边回弹
翻边回弹原因比较复杂一般采用以下方法:
1)模具预作回弹角;
2)增加防回弹筋;
3)增大翻边镶块墩翻边R角;
4)二次整形。
3.2.6 翻边造成的孔变形
因为翻边产生走料造成孔变形,处理也要围绕控制走料进行。如果可能的情况下尽量采用先翻边后冲孔的工艺。
1)翻边附近的孔———增加孔周围的压料力;
冷冲压模具改进设计实例分析 篇2
关键词：冷冲压；冷冲压模具设计；改进设计实例分析
引言
现代工业不断发展，各种产品也变得越来越复杂，而耐高温、耐摩擦、耐腐蚀的高性能的材料越来越受市场的欢迎了，为了满足市场需求和提高企业生产效率，企业不断地对倍受青睐的高效率冷冲压生产方式进行了改进，更好的提高了生产出的机械部件的性能与精度从而提高产品的耐高温、耐摩擦、耐腐蚀。本文对冷冲压模具改进设计实例进行分析，研究其设计工艺与改进的方法。
1.冷冲压及冷冲压模具
1.1.冷冲压
冷冲压在常温的环境里，通过冲压模具挤压将产生的压力施加给所需加工的材料，利用这种的压力使材料慢慢变形，向着生产所需的形状和大小转变的生产加工方法。冷冲压这种方法一般分两工序：一是分离工序，另一个为成形工序。
1.2.冷冲压模具
冷冲压模具是冷冲压生产方式在生产过程中所要的必不可少的工具，是改变材料形状，获得所需形状、大小、性能产品的特殊专用工具。按其工艺性质可分为冲裁模、弯曲模、拉伸模、成形模；按工序组合程度可分为单工序模、复合模、级进模等类型，冷冲压模具一般安装在压力机上。
2.冷冲压模具改进设计的原则
2.1.精准原则
冷冲压模具设计的精准度直接关系到利用冷冲压模具生产出来的产品的质量与精准度。冷冲压模具设计精准度影响材料分离，变形的效率，也影响产品的形状、大小和性能等方面。因此在改进冷冲压模具设计时，要特别把握冷冲压模具的精准度，不多不少适当即可。
2.2.简单方便原则
冷冲压模具改进设计的目的是提高在生产过程中的效率，但在改进冷冲压模具设计时不能单单考虑生产效率，也要考虑到制作简单，操作方便。在对冷冲压模具改进设计时要将模具结构简单紧凑化以方便在冷冲压模具制造过程中加工便捷，在保证冷冲压模具质量的情况下，改进设计要尽量的节约模具制造材料，以降低生产成本。同时，在改进冷冲压模具设计时，要考虑到模具操作人员操作方便问题如要方便操作人员维修、拆卸与更换。因此在冷冲压模具改进设计时要遵循简单方便的原则。
2.3.效率原则
企业改进冷冲压模具设计是为了改进生产过程中的效率，提高了生产效率也就提高了企业效益，因此效率原则是改进冷冲压模具设计重要原则。在冷冲压模具改进设计时，要找准影响生产效率和材料利用率的因素，改进模具的脱模、取件、定位方式，如可以采用按料脱模、多方位导料方式及面刃定距的方法定位。同时要通过多种排样方式进行排样如混合交叉排样方式、无杂物排样方式等，来提高材料的利用率。
2.4.安全原则
安全原则是任何工序都要首先考虑的原则。冷冲压模具生产有一定的危险，若冷冲压模具结构设计出现误差，必然会在操作时出现错误从而引发事故。因此在进行冷冲压模具改进设计时要遵循安全原则，在改进冷冲压模具设计时要精确把握冷冲压模具的承受度，切勿追求速度盲目设计，忽视冷冲压模具的承受能力，从而切实保证设计人员与操作人员的安全。
3.冷冲压模具设计步骤的改进
具体来说，冷冲压模具设计步骤的改进主要有以下几点：
3.1.改进冷冲压模具设计资料的搜集和深度
设计冷冲压模具资料涉及设计计划书、参考文献、样品图。改进冷冲压模具设计要充分了解产品视图的完整性与技术的要求；了解生产性质及冷冲压模具结构的性质；了解冷冲压模具材质的性质及利用的方式，确定合理的冲裁空隙和压力供应方式；精确明了冷冲压模具及所需的设备的的相关数据，准确的把握设备与冷冲压模具的适应性；要不断收集技术资料与相关资料，为标准产品提供重要依据。
3.2.改进冷冲压模具设计工艺性
冷冲压模具设计的工艺是指对合格材质进行冷冲压的难易程度。要改进冷冲压模具设计的工艺性就要充分了解材质的性能特点、加工精度要求，在改进时要符合冷冲压的条件，提供较高的冷冲压工艺性。
3.3.改进冷冲压模具设计的方案
要准确无误的冷冲压的基本工序，包括工序步骤的数目及顺序；要精确地进行工序的组合与协调；要综合分析工序过程，准确的进行成本预算及冷冲压的结构、大小、类型。
3.4.改进冷冲压模具设计工艺的计算
在对冷冲压模具设计改进时务必把握精确度。要精确计算材质用料、冷冲压的压力和设备承受度、排样计算、及零件内部间隙计算。
3.5.改进冷冲压模具设计图纸
要改进冷冲压模具图纸精密度，对于细节上的要严格把握，保证冷冲压模具的精确度。
4.冷冲压模具改进设计实例对比分析
4.1.改进前的冷冲压模具设计
4.1.1.冷冲压模具设计工艺分析。改进前的冷冲压模具为方形，在2处较窄的地方有个圆孔，加大了两侧的宽度。冷冲压模具的制作材料多为材质较好的金属钢材质，它的宽为10mm长为8mm高5mm厚度为3mm。此模具外形大，若采用简单的冲压成形，会加大冷冲压模具制作的不便性，降低了它的精准度与稳定性，易引起变形。
4.1.2.冷冲压模具应用产生的效果。使用冷冲压模具生产的产品在凹凸部位有部分的裂缝，而且在一些部位会发生变形现象。通过分析产生这种现象的原因，可以分析发现改进前的冷冲压模具承受能力不足，强大压力在中心部位的挤压，超出了其承受力，所以变形开裂。
4.1.3.冷冲压模具结构设计。改进前的冷冲压模具结构较简单，采用单动冷冲压模具，工序单一，冷冲压模具的结构精密度较低。
4.2.改进后冷冲压模具设计
4.2.1.冷冲压模具设计改进后，其工艺较改进前有了变化，冷冲压模具厚度加厚，强度加强，利用金属钉对其固定拉紧，增强了其稳定性。采用了复杂冷冲压形成，解决了冷冲压模具易变形，不稳定、不平整的问题。改进后的冷冲压模具加厚了底座，增强了模具的承受度，保证了模具的使用寿命。
4.2.2.改进后的冷冲压模具将模具凸出的边缘固定，防止了其变形，将内外圆孔连通，方便了切割成单件备份。改进后的冷冲压模具在模具凹凸部位圆孔处弄出环形坡度，减少了材料对圆孔边缘的摩擦挤压，缓解了冷冲压模具的变形与损坏。改进后的冷冲压模具加大凹凸边缘的宽度，加大了冷冲压模具外围的大小和减少内部圆环的直径，从而加大冷冲压模具的厚度和强度。改进后的冷冲压模具跟改进前的冷冲压模具无论从外观还是从性能、安全性上都有了一个质的飞跃。
5.结论
21世纪是信息化高度发展的时代，各行各业都融入了信息化这个时代，冷冲压模具这一技术的应用也在这一时间得到了发展，然而面对经济全球化这一大背景，我国与世界对比增多，我国很多技术都落后于世界水平。冷冲压技术也不例外，与世界水平有一定的差距。因此为了更好地适应经济全球化，为了企业更好地发展，必须要采取有效措施提高水平，缩小差距。在冷冲压模具设计改进方面要不断创新，增强自主创新开发能力，同时也要借鉴世界的先进技术，在学习中发展，在发展中创新，推动我国冷冲压模具设计水平与世界接轨，从而推动我国新型工业化的发展。
参考文献：
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冷冲裁模具 篇3
关键词：厚材料,冷冲压,模具设计,冲裁工艺
根据现代工业的发展趋势, 工业产品的特征表现为:大型产品和小型化多功能产品的结构越来越复杂, 告诉、高温、高摩擦及腐蚀性工作环境的产品, 对高性能材料的需求越来越迫切。对模具制造业也提出了更高更新的要求, 要求模具有更高的性能和精度, 模具结构和工作条件更复杂, 工作温度更高, 寿命也需求更长。在模具是小的诸多因素中, 材料的热处理已经成为影响模具寿命的主要因素。因此, 根据模具的工作条件, 合理选用模具材料, 是保证模具既安全可靠又经济合理的关键因素。
1 对模具材料性能的要求
1.1 模具材料的使用性能
不同的冲压方法, 模具类型也不相同;工作条件有差异, 对模具材料的要求也有所不同。要根据模具的工作条件和使用寿命要求, 合理地选择模具材料和热处理工艺, 使之达到主要性能最优, 而其它性能损失最小的最佳状态。对模具材料提出的使用性能要求, 主要包括强度、硬度、韧性及耐磨性等。
1.1.1 强度。
强度是表征材料变抗力和断裂抗力的性能指标。冷作模具的设计和使用, 必须保证其具有足够的强度, 以防止由于冲击、偏心弯曲载荷、重载荷、应力集中等, 引起模具的变形、破裂和折断。在材料选定的情况下, 高强度的获得, 主要通过适当的热处理工艺。
1.1.2 硬度、模具零件硬度的高低, 对模具
的使用寿命影响很大, 因此也是模具设计的重要指标。模具的最佳工作硬度和模具材料的种类及具体的服役条件有关, 模具的硬度一般应保持在60HRC左右。
1.1.3 韧性。
韧性是材料在冲击载荷作用下抵抗产生裂纹的一个特征, 反映了模具的脆断抗力, 是模具钢的一种重要性能指标。对韧性的具体要求, 应根据模具的工作条件考虑。对冲击载荷较大, 受偏心弯曲载荷或应力集中等的模具, 都需要足够的任性。
1.1.4 耐磨性。
耐磨性除影响模具寿命外, 还影响产品尺寸精度和表面粗糙度。模具的耐磨性不仅取决于材料的成分、组织和性能, 而且与模具的工作温度、压力状态、润滑状态等因素有很大关系、一般模具材料的硬度要求, 应高于胚料硬度的30%~50%, 模具材料的金相组织要求, 为基体上分布着细小、弥散的细颗粒状碳化物的下贝氏体或回火马氏体。
1.1.5 抗疲劳性。
抗疲劳力是反映材料在交变载荷作用下, 抵抗疲劳破坏的性能指标。根据不同的应用场合, 分为疲劳强度、疲劳裂纹萌生力、疲劳裂纹扩展抗力、小能量多冲抗力等。
1.1.6 热稳定性。
热稳定性标示模具在使用过程中, 工作部位因受热而保持组织和性能稳定的能力。受温度影响时, 材料内部院子的活动能力增加, 使材料产生塑性提高而强度、硬度下降的趋势, 引起材料承载能力及耐磨损能力下降。因此, 对于高速冲载货剧烈摩擦磨损的冷作模具, 宜选择一些具有二次硬化能力的高合金钢。
1.1.7 咬合抗力。
咬合抗力实际就是对发生“冷焊”的抵抗能力。模具材料的咬合抗力与材料的性质和模具润滑条件有关, 如奥氏体不锈钢、精密合金等材料易发生咬合及粘结现象。
1.2 模具材料的选用
模具材料的选用, 不仅关系到模具的使用寿命, 而且也直接影响到模具的制造成本, 因此是模具设计中的一项重要工作。在冲压过程中, 模具承受冲击负荷且连续工作, 使凸、凹模受到强大压力和剧烈摩擦, 工作条件极其恶劣。因此选择模具材料应遵循如下原则:
1.2.1 根据模具种类极其工作条件, 选用
材料要满足使用要求, 应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳等。
1.2.2 根据冲压材料和冲压件生产批量选用材料。
1.2.3 满足加工要求, 应具有良好的加工工艺性能, 便于切削加工, 淬透性好、热处理变形小。
1.2.4 满足经济性的要求。
2 厚版料冲裁的特点及冲裁工艺分析
厚材料冲裁与一般冲裁相比, 由于在冲裁间隙和冲裁力等方面有明显差别, 因而在设计冲裁零件、制定冲裁工艺、设计冲裁模具时应采取相应的措施。
厚材料一般是指厚度在5mm以上的版料, 厚材料冲裁时冲裁力大, 模具易损伤, 特别是尖角处和凸模刃口处, 由于材料受挤压力大, 易发生崩刃和剥层现象, 使刃磨周期缩短, 刃磨量大, 大大降低模具使用寿命。厚材料冲裁时选用偏大的冲裁间隙, 有助于降低冲裁力, 但却使所冲零件断面斜度增大, 单面斜度可达5°~8°, 工件尖角处塌角更大。而且由于冲裁时的材料弹性弯弯现象, 一般冲裁件的平面平直度会超过0.5~1mm, 严重影响工件的质量。同时由于厚材料冲裁时的高冲击载荷, 对模具的强度、刚度以及凸、凹模的抗疲劳能力均有较高的要求。针对厚材料冲裁的特点, 采用适当的工艺措施以提高冲裁件质量, 延长模具使用寿命, 以下枚举几条, 供参考。
2.1 延长模具寿命
2.1.1 产品设计时对厚材料冲裁件应避免
出现清角、锐角、窄边和窄槽等结构, 角部圆角半径不小于1/2t, 锐角不小于60°, 窄边、窄槽宽度不小于5倍料厚, 以减轻工件塌角和延长模具使用寿命。
2.1.2 当对工件断面质量无特殊要求时, 建议采用大间隙冲裁, 以便降低冲裁力、提高模具的使用寿命。
2.1.3 冲裁时, 由于材料本身具有的弹性,
刃口周边的材料首先发生弹性穹弯现象, 然后完成冲裁的全过程。冲裁工作完成后, 这种弹性穹弯不可能全部恢复, 因而使重裁件不平整。当产品设计对冲压零件有一定平直度要求时, 应采取适当的工艺来提高重建表面的平直度。
2.2 精冲工艺的设计
如果产品设计时对工件的平直度和冲裁断面质量均有严格的要求, 又不希望增加后续校平、整修等工序, 就可以采用精冲工艺保证产品设计要求。
精冲是指采用强力齿圈压边加压冲裁, 获得高精度高冲裁断面质量的冲裁文艺。其与一般冲裁的主要区别有:
a.一般冲裁时, 材料处于自由状态, 即使采用压料板、推件板因为是弹性压料, 压料力有限, 不能很好的限制材料的穹弯现象。这是精冲与一般冲裁的本质区别。
b.精冲时冲裁间隙为材料厚度的1%左右, 材料冲裁区域处于三向受压的应力状态, 只产生塑性剪切, 不会出现一般冲裁时的撕裂现象, 因而冲裁件的整个断面都是剪切的光亮带。
c.精冲时, 因为需要提供强力的压料力, 所以需要选用专用的精冲压力机。如使用普通压力机时, 则需要选用液压模架, 液压模架是普通压力机上使用的通用模架, 其上下模板中心各有一个液压缸, 缸内安装有活动柱塞用以提供齿圈压力和顶件力, 精冲模具直接安装与模架中即可使用。
厚材料冲裁的关键是在于使用合理的冲裁工艺来保证冲裁质量, 从冲裁件质量、模具使用寿命、模具制造成本等方面综合考虑, 使厚材料冲裁质量稳定, 安全可靠, 经济合理。
结束语
随着机械领域科学技术的发展, 人们的欣赏水平和使用要求越来越高, 对汽车尤其是轿车等机械的外观造型有更高的要求, 即对机械外覆盖件的表面质量及造型有更高的要求, 所以, 机械产品若要占领市场, 那么就必须加快机械的改型换代速度。为了满足这一要求, 进一步说就是冲压工艺、模具设计、制造是相当重要的。冲压工艺、冲模设计必须以模具制造周期短、成本低、产品 (冲压件) 质量好为目的。而产品 (冲压件) 的质量是由模具的精度保证的, 冲压工艺必须以满足产品要求并使模具操作方便, 结构可靠、使用安全为目的。
参考文献
[1]杨建华.厚材料冲裁工艺分析及模具设计[J].模具制造, 2006 (5) .
[2]刘晓飞, 关连峰.冷冲压模具材料的合理选择[J].装备制造技术, 2009 (6) .