五金模具设计之产品图的展开与分析

产品图的展开与分析

一.展开

设中心层系数为K,弯曲内平径为r，材料厚度为t,弯曲角度为a,L1,L2为直线部分长度，展开长度为Ｌ，那么则有Ｌ=L1+L2+2π(r+kt)a/360,中心层系数Ｋ的大小要根据实践经验按下列公式选取：

1.当r/t≤1.0时，　　 Ｋ＝0.3

2.当1.0

3.当r/t＞5.0时，　 Ｋ＝0.５

此公式适合一切材料厚度的弯曲展开计算，具体在实践应用中需根据经验适当调整.

二.产品图面分析：

一：产品图面检讨

1．产品的要求是否合理.

2. 产品的毛边面及冲切面要求.

3. 无指定R角的决定.

4. 被加工材的压延方向的影响.

5. 外观品质的要求,冲切加工的限制.

二：图面数据的重组

1.依制品的尺寸公差决定加工目标值.

2.考虑制品的精度的重要决定料条的连接方式.

3.考虑制品及废料的收取及处理决定其冲切形状.

料带图的设计

一．料带布置的设计原则

１.依产品的要求，确定产品在排样是否有纤维方向的要求．

２.依产品展开尺寸大小决定料宽及步骤，决定产品在料带上的布置以达到较高的材料利用率.

３.注意冲切加工时,料条连结部的变形现象 .

４.切刃的形状应尽可能简单化,应避免引起跳屑的形状,形状衔接处应减少,考虑冲头强度.

５.冲导引孔的下一工程应设计导引销以保正料带的送料与定位精度．

６.考虑冲切及料条变形决定冲切形状的顺序.

７.重要的部分应在同一工站至少应在相邻的工站加工．

二．常用带料方式：

三．料带的补强设计

在一般的薄材模具设计中，料带的整体强度决定着产品的稳定性，为增加料带的强度，在料带强度较差处的废料上增加补强，提高料带的送料强度．

1.凸包补强:此方法适用于一般较窄料带(150mm以内），模具较短的情况(1500mm以内），设计时需注意，不要因为打补强凸包而增加料带的宽度，凸包高度一般有0.2~0.5mm即可，注意后续工序的让位．

2.折弯补强

此补强一般用于较宽料带 (150mm以上) ，模具较长(1500mm以上)的模具当中，也可以与凸包补强两者综合运用，设计时需注意，补强折弯的高度取1.5~2.0mm为宜，多了浪费材料，少了影响补强折弯的质量，90度折弯冲头与材料接触面做平面（如图），有夹角时会因为角度而先接触材料，影响补强折弯的稳定性．

导料块示意图

模具结构

薄材模具结构图

防跳废料的处理

一.处理废料上冲头防跳废料

1.冲头上加卡槽防止跳废料

2.规则废料上加挂钩可有效的防止跳废料

二.冲头做内脱料销防跳废料

(FLX优先选用）

使用时要注意顶料销的顶出高度，保证在开模状态下顶料销的高度不能露出脱料板，反之易将材料顶变形，影响产品质量．

三.加内吹防跳废料

设计时需注意在做小吹气孔时保证冲头的强度.

四.下垫板做气孔抽废料

下垫板做气管，工作时使刀口内形面真空，使废料在空气的流动中被带出而达到防止废跳料的目的．

五.处理下模刀口防跳废料

1.刀口入子分上下两层，刀口直身位做短，下垫块做逃孔．(图一）

2.小圆孔下模入子做逃孔，单边+0.2~0.3. (图二）

3.刀口间隙局部做小一半，此方法一般用在刀口间隙大于0.01时选用，对加工要求很高．(图三）

冲头的设计与固定

一．冲头的设计

1.刃部断面形状较小时,应设计成阶梯形冲头.

2.形状规则的冲头要做防跳废料处理．

3.小异形冲头补强后不能线割加工的设计. 为PG研磨加工．

二．冲头的固定

1．挂台固定一般使用于小批量生产的薄材模具，不方便维修，成本较低．

2. 压块固定适用所有薄材模具，便于维修．

3. 入子固定一般用于高精度薄材模具，方便维修，但成本较高．

刀口的设计

一．刀口间隙的取值

１．材料厚度＜0.15mm,刀口间隙一般取10%(0.008~0.01mm).

２．0.15mm＜材料厚度＜0.3mm，刀口间隙一般取5%~6%.

３．材料厚度＞0.3mm按FLX标准取值．

二．刀口入子的分割

分割原则：分割后的刀口能相对固定稳定，便于加工,提高刀口使用寿命，节约成本．

1.刀口宽度小于1.0mm（圆孔小于Φ1.0mm）为方便加工，提高加工精度，可将刀口分开.（如图一）

2.分上下两层，即刀口冲切部刀,取5~6mm，此部分可根据实际需要选用较好材质；垫块，需根据刀口厚度与模板厚度确定厚度，材质用一般硬料即可．（如图二）分开后可降低模具费用，合理的使用材质，提高了刀口的使用寿命，便于维修．

三．常用下模入子的固定方式

四：刀口落屑孔的设计

１．冲孔直径小于Φ2.0mm圆孔做逃孔，逃孔直径做单＋0.2~0.3 ．

２．冲孔直径大于Φ2.0mm圆孔刀口可做直1.5~3.0mm斜1.5度

３．异形冲孔宽度小于3.0mm，刀口做直1.5~2.0mm斜1～1.5度．

４．异形冲孔宽度大于3.0mm，刀口做直2.0~３.0mm斜1～1.5度．

５．所有刀口如果分上下两层，刀口设计原则依以上四点，垫块做逃孔,逃孔做单+0.8~1.0mm．

折弯的设计

一．常用折弯结构

所有折弯采用包角成形，一般包过Ｒ角0.2为宜，如果是折９０度，折弯入子上需做回弹角，回弹角一般从折弯面2～3Ｔ开始为宜，防回弹角度可根据不同的材料确定其大小，可增加模具的稳定性，方便调整，同时也可廷长零件的使用寿命．

薄材模具常用脱料方式：

１．刮料板脱料．

２．斜滑块脱料．

３．侧推成形脱料．

４．浮升折弯脱料．

注意：在薄材模具中，最好不要使用顶料销脱料，极易将产品顶变形，造成尺寸不稳定．

二．零件固定

所有的成形零件必须固定在模板孔内,避免在生产过程中因零件受力而移位，导致产品折弯不良．

定位与导料的设计

一．引导销的设计

1.引导孔比引导针的大小需根据不同的料厚以及不同的精度要求来确定各大小，做太大影响产品的定位精度，太小易带料，具体请参考(表一).

2.引导针孔傍在没有与浮升高度相等浮升对顶的情况下不宜做顶料销，且下模浮升销的力一定要强于上模，在薄材模具里引导针孔傍一般不需要使用顶料销脱料．

3.在薄材模具里不要使用“1STOP”定位，易将材料顶变形，影响送料．

4.冲导引孔的下一工程必须设计导引销以保正料带的送料与定位精度．

5.引导销直身位的设计，Ｘ的取值直接影响到料带．太长，引导销易带料，影响送料，太短，起不到定位做用，影响产品的精度．

T≤0.2时，X=T+0.05；0.2＜T≤0.3时，X=T+0.1

Ｔ＝产品材料厚度

Ｘ＝引导销过材料直身位长度

二．两用销的设计

两用销的导料槽的高度不宜做得太高，0.1~0.3的料厚做1.0mm为宜．两用销的导料槽做1.0mm可有效的防止因为料薄，料宽而导致的料片脱离导料槽，可增加模具送料的稳性，导料槽直壁与料带的间距根据料宽取0.05~0.1为宜．

另外两用销可与浮升导料块互换使用，使用方法与两用销一样．

三．导料板的设计

2.在精度要求较高的模具中尽量使用导料板，导料槽的高度以浮升高度加1.0mm为宜，导料边与料带的位置取0.05~0.1mm为宜．

使用导料板的优点：

可以面导向料带，增加了送料的稳定性，一般用在精密模具当中，设计时注意料带的浮升高度不宜过高，导料板在脱料板的让位及导料板自身的定位．

模板的设计

一．模板要求

1.在加工精度范围内各板要尽量做长，以避免各模板在加工过程中的累积误差．

2.脱板尽量做厚，一般20~22mm为宜，可根据脱板的活动量调整厚度，保证在开闭模过程中能尽可能多地导向冲头，另可减小脱板在加工过程中的变形。

3.背板与脱板做同样大小，尽量使用热处理材质，确定以脱板做为主板，可避免非热处理背板在加工过程中的变形而导致脱板失效．

4.脱板使用压料槽压料，压料槽的深度取料厚-0.03~0.05mm之间．

5.脱料板与下模板需做超深冷处理，提高模板的机械性能．

6.模具需做上下垫板，且需热处理，硬度为HRC50/52.

脱板压料槽示意图 W=料带宽度 T=产品材料厚度

二．间隙

1.各板之间冲头的间隙大小需根据刀口间隙来确定，需遵守以下原则：

夹板间隙＞脱板间隙＜刀口间隙,一般脱板导向间隙是下模刀口间隙的一半．

保证脱料板能导向冲头，增加模具的稳定性，满足产品精度要求．

例如：料厚＝0.1mm 材质SUS301　硬度1/2H

夹板间隙单+0.01 脱板间隙单＋0.005 ~0.007 刀口间隙单+0.008~0.01

2.各模板与相对应板入子的间隙取0.003~0.01mm

间隙参考表

模具材质

注：各模板，零件的热处理硬度与现行FLX标准一致,在有特殊情况时可根据不同的需要更换模板与零件材质．

一．模板材质

二．零件材质

标准件

一．合销

1.每块模板最少需要有３个以上的合销，优先选用Φ8.00或Φ10.00.

2.模座上的合销孔需镶Φ16.0的热处理套,留余量粘胶后JG磨，粘胶余量留单＋0.025,JG余量留单+0.15mm.

3.每套模具需有４个Φ10.00从上模座到下模座的合模销，加工方式同合销．

二 ．等高套筒

薄材模具使用等高套筒能使脱料板受力更平衡，等高套筒在加工过程中能等高研磨．

1.等高套筒的规格

2.等高套筒的使用

此等高套筒一般使用于一般精度的薄材模具，可做用于背板或脱料板．

此等高套筒一般用于高精度的模具中，与弹簧配合使用，直接做用于脱料板，且脱板活不宜过大，４～６mm为宜．

三．浮升引导销与顶料销

在薄材模具设计时，料带下料后不宜布置顶料销或浮升引导销，极易因为料薄

造成料带塌陷而影响送料．（如下图）

四．合理的摆布打杆，弹簧,保证脱板受力平衡．

下模有较大压料块的位置要特别注意脱板压料力一定要大于下模力，如：在上模多增加打杆，弹簧等，从而保证脱料板能先压料后成形，可增加模具的稳定性．

五．导柱

内导柱

1.产品料厚小于0.3mm时，所有内导柱采用十字架形带滚珠套形导柱．

2.夹板与下模板导套孔JG加工．

3.导柱固定在脱料板，固定孔JG加工．

4.每板脱料板使用4个导柱．

外导柱

1.每个模具最少使用4个个导柱．

2.上模座固定孔JG加工．

3.下模座导套孔粘胶，单边间隙+0.025.

标注

零件标注

1.所有的零件重点尺寸需标注3位小数．

2.各模板需要有详细的加工要求：

1.模板的材质，硬度，主板（脱板与下模板）需超深冷处理．

2.需标注模板的平面度要求+/-0.02.

3．需标注模板的表面粗糙度要求

4．需标注模板线割后的垂直度+/-0.005.

3.刀口需标注直身位长与锥度，小刀口（圆孔）可直１斜1.5度或逃孔．

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