几种常见小冲模具制造工艺
一、模
①、基准模涂上红丹( 红丹不能调太稀),不能涂得太厚,要薄薄一层。
②、用铜棒敲打模仁中间部分,用力要适当(力的大小可根据模具的大小来确定)。
③、不要盲目地根据红丹吃进情况来进行打磨,在合模的过程中,要借用高度尺测量一下模仁的平行度是否已经走掉(切记)。
④、 红丹吃得较紧的(出现黑点)点、面、角、不易被发现的区域先磨掉。
⑤、上下模红丹的研合率在85%以上即可。
⑥、在没有上机台之前,先把料厚大概地扣一下,一般先磨掉料厚直径?x70%~80%。
⑦、基准模推石头、打砂布。
组装模具时应注意以下几个问题:
①、在组装模具时尽可能从正面锁螺丝、打销钉。在设计时也应尽量满足此要求,这样装、拆模具比较方便,工作量大大减少。
②、如果凸、凹模重量较重,尺寸较大,要钻好吊钩螺丝孔,以方便装拆。
③、注意方向,该做记号的要做上记号。
④、装导柱、导套应注意防反。
上机台扣料厚、试模
①、上机台扣料时,先空走一次,确定没问题后,再用0.5→0.8→1.0→1.2→1.5→2.0等依次把料厚扣好,不允许一开始就用设计厚度的板料来压,以免造成模具卡死(切记)。
②、上机台合模时,一般不允许再磨基准模。
③、试模抓料边时,应尽量减少板料的浪费。
④、制作定位时,尽量使其放料、取料简单方便,不要造成过定位。
二、成形(带弹簧或顶杆称之)
应用软成形模具的零件一般都是形状复杂多样,型面高度落差较大或局部容易起皱的零件。
优点:零件成形稳定、卸料简单、定位方便。
缺点:制作繁琐、成本较高。
1、考虑顶杆和弹簧的高度、系数和压紧力。
2、它与硬成形相同。
三、拉延模
1、无论是凸花尺角,还是凹花尺角。打磨和清角后,尺角都应光滑圆顺,绝不允许凹凹凸凸的现象,且淬火处理后硬度要>50HRC。
2、顶杆高度要一致,偏差<±0.1mm,直径偏差<±0.2mm,且强度要足够。
3、顶杆过孔不能太大,一般为顶杆直径?+1mm即可。
4、压料板一定要有导向,且间隙要合理(0.02~0.03),如拉延力大、板料较厚,压料板要整块进行热处理、且硬度要达到一定要求。
5、拉延筋布置要合理、圆顺、没有棱角,硬度要达到一定要求。
6、拉延筋的标准尺寸可根据实际情况适当调整,但不能太小,否则不起作用。
7、注意料的大小是否合适,料太小会导致拉延件起皱,料太大会导致拉延件破裂。
8、主机压力,缓冲压力会影响拉延件:(1)起皱;(2)破裂。如果拉延件破裂又起皱,必须考虑板料的流向,还可考虑是否先破裂后造成走料太快再引起起皱。
9、所用料的材质对试模效果也有一定的影响,拉延件的形状越复杂对材质的要求越高。
10、如果拉延件破裂、放大尺角时,一定要依据图纸(有整形部位或废料区域可以不依据图纸的规定)。
11、通常情况拉延件破裂出现以下三种情况及原因:①→下模尺角太小或不顺; ②→料的流量不足;③→上模尺角太小或不顺。
四、落料冲孔模
1、线切割出来的刀口,一般都要轻轻地把痕迹磨掉,再推油石(注意不要把刀口推成尺角),这样可以减少刀口与板料的摩擦力,增加刀口寿命。
2、落料模在设计时应尽量避免尖角出现,以免应力过大,刀口强度过小而造成刀口寿命降低。
3、刀口硬度要达到HRC56~62。
4、线切割出来的刀口,一般都要检测垂直度是否达到要求,纵切刃截面一定要垂直,刀口垂直度应不大于0.01mm,不允许有倒锥。
5、上下模的刀口间隙可依据板料的厚度区分:
6、组冲头之前,先确定冲头座与冲头底面是否平。如是不平, 先把工作平面配平,只允许打磨冲头底面。
7、组冲头时,先考虑冲头座的摆放,然后把冲头插入孔中3~5mm(最好用塑料薄膜包住冲头,以便冲头对中),用手按平底面,贴上瞬间胶水。主机上开时要用手捏住冲头,注意是否弹动。如有异动,需重新组。
8、在打销钉之前,一般先把组冲头时粘上的AB胶水或瞬间胶水清除干净,重组冲头,锁紧螺杆后方可打定位销。
9、废料孔排废料一定要顺畅,以冲一次掉一次废料为最佳。如图示:
10、落料冲孔模定位要准确,尽量能节省板料为佳。
11、如板料较厚,较多冲头,在设计时一般冲头要比刀口短1~1.5 mm最好,这样比较容易卸料。
12、弹簧分布一定要合理,在设计时要考虑板料厚度,冲头的大小、多少,可适当加大弹簧。
13、压料板在锁紧时,一般要高出刀块一个板料厚度,一般弹簧要预压3~5mm为最佳。
14、如模具形腔较小,冲头较多、难卸料、又装不了较大的弹簧或橡胶,可以考虑使用打杆装置。若实在不行的,可以用双重打杆装置。设计时可参照此方法减少工序,以降低成本。
15、板件断面的基本辨认方法:(光亮带、崩裂带各占50%为最佳)
16、出现毛刺的基本辨认方法:
(全部为光亮带,但不发黑)原因:间隙过大或上模刀口不垂直,不锋利
(全部为光亮带,发黑,发亮)原因:间隙过小或刀口不垂直(刀口容易崩裂事变成尺角)
五、整形模+侧冲孔
1、整形模一般都是到底的,不然此套模具有待确定。
2、以整形到底为基准,确定模具闭合高度,测量出限位块(注意料厚)。
3、组侧冲凸轮座
①、把凸轮弹簧取出,确定凸轮行程,一般3mm(保留3mm余量)。
②、把冲头插入凹模套3~5mm左右,根据冲头座与凸轮贴密确定凸轮座的位置,固定好凸轮座及冲头后,翻模块插刀。
③、组插刀时,将插刀紧靠凸轮的背托。如果会突出,需加工插刀座面。
4、组侧冲悬吊凸轮座
①、同上。
②、把冲头插入凹模套3mm左右,根据冲头座与凸轮贴紧确定凸轮座的位置,固定好凸轮座,翻模块插刀,然后放入弹簧组冲头。如果是O°悬吊侧冲凸轮,可以同时组凸轮座与冲头。
5、强制拉回钩应与对应的机构配合合适,不紧不松,用红丹检查,应该显示一层薄薄红丹。
6、与凸轮滑块,接触面积应均匀,不能只接触单边,组插刀时要考虑强制拉回钩的活动轨迹。
注:凡是涉及有弹簧的执行机构,一定要考虑执行机构的行程及弹簧的安全值。
7、整形刀块与背托应无间隙,如有间隙须用铜片垫好。
8、整形刀块的硬度要足够。
六、翻边模注意事项:
1、折边刀口间隙为料厚少一点,如0.8mm料厚,间隙可设定为0. 7mm,折边刀口间隙应均匀。
2、压料板应压出刀口10mm,且压力要足够,以防止料凸起。
3、零件转角处裂时,应考虑减料边,或者在拉延模加形状,但先考虑刀口间隙和减料边,转角皱时也应考虑刀口间隙太大,料是否没地方走,也要减料边(依图纸)。
4、折边后的零件如有划伤和拉毛的现象,证明模具折边刀的硬度不够,可进行热处理或钢焊条补焊,修顺,推石头,抛光。
5、模具一般要进行热处理的部位有:拉延模尺角、拉延筋、剪边模刀口、整形模刀块等。
装、试模需注意以下几个问题
1、模具闭合高度h1:在模具搬上机台之前,首先要确定的下死点位置离工作台面的高度h2。当h2< h1时,把主机往上摇,直到满足h2>h1为止,才能装模。
2、装模时不允许用点动,要用铁棒转动飞轮把主机往下调,以免把主机顶死、损坏模具或出现安全事故。
3、确定机台是否适合模具的各个条件,是否有顶杆,宽度、高度、重量是否合乎要求。
4、调试模具时不能一下子把主机往下调。要慢慢地调,以免造成把机台顶死、保险块损坏或把模具压坏。
5、导柱、导套要擦干净加上润滑油,模仁也不能有粉尘、铁屑等。拉延模一般都要上点油。
模具的常见问题及处理方法
1、拉延模
板件不稳定,易拉伤、起皱、开裂,R角处有暗伤。
应对措施:检查顶杆是否高度一致,压料板、上模表面是否有拉伤痕迹(硬度不够),是否有砂孔,尺角是否圆顺光亮或太小,主机或顶出压力是否有异常,板料的材质、尺寸是否有变动。
2、成形模
板件不稳定,R角处有暗伤,卸料不畅。
应对措施:检查定位是否松动,把R角磨顺或放大,顶料器弹簧是否变形或变小。
3、落料冲孔模
毛刺过大,板件不好卸料,废料排不出,刀口边缘有勾料现象。
应对措施:检查刀口、冲头是否锋利、垂直,间隙是否过大或过小,废料孔是否合乎要求,压料板与刀口之间是否太小,弹簧是否变形或太小,刀口吃入量是否太深或太大。
4、侧冲、悬吊模
毛刺过大,冲头易崩,凸轮难退回,废料排不出。
应对措施:检查冲头吃入量是否太深(悬吊一般为2mm即可),凸轮是否有松动,行程是否太长,弹簧是否变形或太小,凸轮压板与滑块间隙是否太小,废料孔是否合乎要求。
5、翻边模
翻边处凹凸不平,转角处起皱,拉毛,翻边宽度不稳定。
应对措施:检查边刀与压料间隙是否过大(一般为料厚的一半),上下模刀块间隙是否太大或太小,硬度是否达到要求,转角处料边是否太长,压料板是否过低或弹簧压力太小。
注意:在模具没有开始制造之前,先要把模仁周边及上下模板边缘进行倒角,这是必不可少的,又是最容易被忽视的工作。
经过多年冷冲压模具的设计实践使我深深体会到,设计的冷冲压模具的结构是否合理,是否好用,对能否生产出合格的工件,开发的新产品能否成功,是至关重要的。一套模具,结构简单的不过几十个零部件组成。但是,我们绝不能小看它。在刚开始设计时,是选何种模具结构形式,是选正装模具结构(即凹模安装在下模座上)呢?还是倒(反)装模具结构(即凸模安装在下模座上)?是选单工序模具结构呢?还是选复合模具结构?这是摆在我们每个模具工作者面前的一个非常值得深入探讨的话题,这里面是大有文章可做的。
1 何时选用正装模具结构(由于加精度要求不高,生产批量不大的工件,在很多生产企业都普遍存在。故只讨论无导向装置的单工序模)
1.1 正装模具的结构特点
正装模具的结构特点是凹模安装在下模座上。故无论是工件的落料、冲孔,还是其它一些工序,工件或废料能非常方便的落入冲床工作台上的废料孔中。因此在设计正装模具时,就不必考虑工件或废料的流向。因而使设计出的模具结构非常简单,非常实用。
1.2 正装模具结构的优点
(1)因模具结构简单,可缩短模具制造周期,有利于新产品的研制与开发。
(2)使用及维修都较方便。
(3)安装与调整凸、凹模间隙较方便(相对倒装模具而言)。
(4)模具制造成本低,有利于提高企业的经济效益。
(5)由于在整个拉伸过程中,始终存在着压边力,所以适用于非旋转体件的拉抻(参看五金科技,1997;6:42~44)。
1.3 正装模具结构的缺点
(1)由于工件或废料在凹模孔内的积聚,增加了凹模孔内的小组涨力。因此凹必须增加壁厚,以提高强度。
(2)由于工件或废料在凹模孔内的积聚,所以在一般情况下,凹模刃口就必须要加工落料斜度。在有些情况下,还要加工凹模刃口的反面孔(出料孔)。因而即延长了模具的制作周期,又啬了模具的加工费用。
1.4 正装模具结构的选用原则
综上所述可知,我们在设计冲模时,应遵循的设计原则是:应优先选用正装模具结构。只有在正装模具结构下能满足工件技术要求时,才可以考虑采用其它形式的模具结构。
2 何时选用倒(反)装模具结构
2.1 倒装模具的结构特点
倒装模具的结构特点是凸模安装在下模座上,故我们就必须采用弹压卸料装置将工件或废料从凸模上卸下。而它的凹模是安装在模座上,因而就存在着如何将凹孔内的工件或废件从孔中排出的问题。图1这套倒装模是利用冲床上的打料装置,通过打料杆9将工件或废料打下,在打料杆9将工件或废料打下的一瞬间,利用压缩空气将工件或废料吹走,以免落到工件或坯料上,使模具损坏。另外需注意的一点就是,当冲床滑块处于死点时,卸料圈5的上顶面,应比凸模高出约0.20~0.30mm。即必须将坯料压紧后,再进行冲裁。以免坯料或工件在冲裁时移动,达不到精度要求。
2.2 倒装模具结构的优点
(1)由于采用弹压卸料装置,使冲制出的工件平整,表面质量好。
(2)由于采用打料杆将工件或废料从凹模孔中打下,因而工件或废料不在凹模孔内积聚,可减少工件可废料对孔的涨力。从而可减少凹模的壁厚,使凹模的外形尺寸缩小,节约模具材料。
(3)由于工件或废料不在凹模孔内积聚,可减少工件或废料对模刃口的磨损,减少凹模的刃磨次数,从而提高了凹模的使用寿命。
(4)由于工件或废料不在凹模也内积聚,因此也就没有必要加工凹模的反面孔(出料孔)。可缩短模具制作周期,降低模具加工费用。
(5)由于压边力只在平板坯料没有完全被拉入凹模前起作用,所以适用于旋转体体的拉伸。如图2中的圆筒形件(参看五金科技,1997;6:42~44)。
2.3 倒装模具结构的缺点
(1)模具结构较复杂(相对正装模具而言)。
(2)安装与调整凸凹模之间的间隙较困难(相对正装模而言)。
(3)工件或废料的排除麻烦(最好使用压缩空气将其吹走)。
2.4 倒装模具结构的选用原则
综上所述可知,只有当工件表面要求平整、外形轮廓较复杂、外形轮廓不对称、或坯料较薄时的冲裁,以及旋转体件拉伸时,才选用倒装模具结构。
3 何时选用单工序模具结构
3.1 单工序模具结构的特点
所谓单工序模具结构,就是在冲床的一次行程内,只能完成一道工序。
3.2 单工序模具结构的优点
(1)模具结构简单,制造周期短,加工成本低;
(2)模具通用性好,不受冲压件尺寸的限制即适合于中小型冲压的生产;也适合于一些外形尺寸较大、厚度较厚的冲压件的生产。
3.3 单工序模具结构的缺点
(1)制件精度不高;
(2)生产效率低。
3.4 单工序模具结构的选用原则
综上所述可知,对一些精度要求不高,生产批量不大的工件,采用单工序模具还是比较合适的。尤其是现在我们国家实行的是社会主义市场经济。新产品的开发与研制对每个企业来说,都是至关重要的。而对一些需要冲压生产的新产品来说,就提出了一个要求:要求研制周期短,开发速度快,制造成本低。因内有这样开发出的磨擦产品才能迅速占领市场。而在这一点上,单工序模具就更能满足这一要求,所以就显得更实用一些。
4 何时选用复合模具结构
4.1 复合模具结构的特点
所谓复合模具结构,就是在冲床的一次行程内,完成两道以上的冲压工序。在完成这些工序过程中,冲件材料无需进给移动。图2就是一套落料、拉伸的圆筒形件的复合模具。这套模具的工艺流程必须是先落料、后拉伸。因只有这样才不致于使圆筒形件拉裂。为保证这一工艺流程的顺利进行,就必须使落料凹模2的高度h1,比拉伸凸模4的高度h2,高出约1.2t~1.5t(t为料厚)。另外需注意的一点就是,当冲床滑块处于上死点时,压边圈3的上顶面,应比落料凹模2的高度h1,高出约0.20~0.30mm。即必须将坯料压紧,再进行冲裁。在整个冲压过程中,压边圈3起的作用是,在冲裁开始时,先将坯料压紧;而当拉伸完成后,又将工件6从拉伸凸模4下顶出。即一个零部件在一套模具中起到两种作用。另外打料板8在这套复合模中起到的作用,与《对几种拉伸模具结构的探讨》)刊登在《五金科技》,1997;6:42~44)这篇文章中论述的打料板7起的作用是一致的,所以就不再赘述了。总之,出发点只有一个,即为了使设计出的模具结构简单、实用,就应最大限度的发挥每一个零部件的功能。
4.2 复合模具结构的优点
(1)制件精度高。由于是在冲床的一次行程内,完成数道冲压工序。因而不存在累积定位误差。使冲出的制件内外形相对位置及各件的尺寸一致性非常好,制件平直。适宜冲制薄料和脆性或软质材料。
(2)生产效率高。
(3)模具结构紧凑,面积较小。
4.3 复合模具结构的缺点
(1)凸凹模璧厚不能太薄(外形与内形、内形与内形),以免影响强度。
(2)凸凹模刃磨有时不方便。尤其是在凸凹模即冲裁,又成形的情况时。
4.4 复合模具结构的选用原则
综上所述可知,只有当制件精度要求高,生产批量大,表面要求平整时,才选用复合模具结构。