冲压模具凸模怎么设计最实用?4种主流图纸结构详解

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冲压模具里,凸模属于极为重要的零件之一,它的设计涵盖结构、安装、加工、材质以及成本等多项指标。正确、有效、合理且经济地去设计凸模,不但能够提升模具寿命,降低制造成本,提高量产能力,而且对加工有利,方便维修,能让后续冲压生产高效、顺畅地开展。

前言

模具被称作工业之母,它是制造精度得以保障的基础,也是质量保证的根基,德国以及日本,分别对模具于工业以及经济里的作用,还有重要性,都持有相当高的评价。2002年,英特尔公司鉴于某电脑连接器端子模具的欧洲供应商,其技术未达标准,所生产的零件不合规格,致使深圳某台资企业,动用11台高速冲床,日夜不停同时展开该端子的生产,连续数月,每月产值都超过10亿新台币,这对于一个拥有3000余人的制造业工厂来说,真可谓是奇迹。现今,连续精密冲压模具在当下的零件生产里,被运用的情况变得越发多,所处的地位也变得越发显著,薄材进行精密冲压成形,是现代电子产品零件生产时必不可少的工序,而对于它来说,凸模设计极为关键。

凸模设计

2.1 凸模的结构形式

凸模结构存有镶拼式,其情况可见于图1,还有整体式类型。镶拼式凸模就在于把多个小凸模组合到了一块儿,它有着装配误差比较大的状况,并且维修起来不像其他那样便利,在现代高速冲压模具里头的使用数量是比较少的。

图1 镶拼式凸模

整体式凸模主要有以下4种结构形式。

(1)有一种挂肩型凸模,它在过去常被用于工程模,也就是单工序模与复合模的统称,其刃口尺寸较大,下部为直通型,上部设有挂肩,并借此阻止卸料期间凸模被从固定板中抽出,挂肩做成不对称样式,防止安装失误,然而挂肩致使模具在维修保养期间拆装麻烦,需拆开模板方可取出凸模,而模板分拆会严重影响模具精度,所以如今较少采用这种结构。

图2 挂肩型凸模

(2)直通形状的凸模(可以看一下图3),这种凸模的刃口尺寸是足够大的,它的结构是对挂肩型凸模所做的改进,也就是说,挂肩型凸模不会再去做挂肩的那一部分,刃口跟固定部分的形状尺寸是完全相同的。这样的改进使得直通型凸模的应用比率有所增加。

图3 直通型凸模

(3)图4所示的补强型凸模,现代模具生产的零件愈发精密,下料刃口部分的尺寸较小,直通型凸模的刚性以及强度较弱,以往常常会增加凸模护套。如今为了提升凸模的刚性和强度,在下部设计刃口直通部分L1,其尺寸为6至10mm,中间采用R40mm的圆弧进行补强,该尺寸是光学磨床砂轮的最小半径,上面的安装部分设计为矩形,以便于进行维修移位。由于存在压板槽位置防呆,所以无需另外设计防呆结构。应在进行设计之际,尽可能使刃口朝着补强型凸模两侧靠拢,以此达成便于安装定位的目的,进而降低加工难度,同时节约成本。而补强型凸模乃是当下运用最为广泛的凸模结构。

图4 补强型凸模

(4)那种圆型凸模,也就是如图5所示的,它的应用颇为广泛,基本上每套模具都会用到。要是凸模的直径特别小,那么多轴肩型凸模以及单轴肩型凸模的加工就会极具难度。粘头凸模呢,是把小直径凸模材料,也就是CD650,直接裁切成为所需的长度尺寸。然后在安装部位的外面,用合金模具钢,也就是SKD11,制作一个套筒。接着把这二者,通过厌氧胶粘贴在一起。如此一来,它和单轴肩型圆型凸模的使用效果是相同的,然而价格却不到前者的三分之一。因为圆形的凸模,在维修的时候不利于进行移位操作,所以常常会在安装的部位,设计出一个长方体形状的凸模镶件,将其套在凸模之上。

a)多轴肩型 b)单轴肩型 c)粘头凸模

图5 圆型凸模

2.2 凸模的固定安装方式

凸模的安装在凸模固定板上施行,存在定位与固定两方面要求,凸模定位借由凸模和固定板上孔的配合达成,固定可经挂肩、螺栓、铆接、环氧树脂胶、右侧销、横向销以及压板等达成,直通型凸模因外形不规则,故而需在安装部位增设一个长方体的凸模镶件予以辅助,固定板固定凸模位置与凸模刃口工作位置有一段距离,易致使凸模失稳引发失效,要是凸模刃口尺寸较小,根本无法正常量产。当凸模采用压板固定的方式时,会加设一个卸料镶件,在凸模穿过卸料镶件与凹模进行冲裁操作时,卸料镶件能够起到引导凸模进入凹模的作用,进而保护凸模使其免受侧向力的影响,该凸模与卸料镶件的单边间隙特意设计成为0.003~0.005mm甚至更小,而且凸模在工作的时候露出卸料镶件大约3mm,如此一来凸模就不容易受到损害。凸模安装部位的尺寸,被设计成跟固定板方孔尺寸保持一致,或是稍微小些许,压板槽比固定板低0.02至0.05mm,使得凸模在固定板内拥有一点活动的空间,真正的定位是依靠卸料镶件,以此避免固定板与卸料镶件二者的定位出现相互干涉的情况。因为卸料镶件定位之处就是凸模刃口的工作位置,所以效果是最佳的。把压板螺钉卸下,将压板拔出,便能够取出凸模,凸模的拆卸很便利,能够达成凸模的快速保养与维修。

2.3 凸模的材质选择

有这样一种情况,凸模它需要达成这样一种状态,即能够承受一定程度的冲击力,同时还得具备较高的耐磨性能,所以呢,就得去挑选那种具有一定韧性、硬度还高的材质。对于连续精密冲压模具而言,为了实现满足其量产品产能力的目的,在凸模材料的选择这个方面,更是要从众多选项里挑选出更为优质的。在连续精密冲压模具里,过去常用的凸模材料,像Cr12MoV、Cr12以及SKD11等,仅能被用于制作模板或者镶件,而连续精密冲压模具凸模最常采用的材料是国外的钨钢材料CD650,它有着高表面质量,极为耐磨,最佳使用硬度能达到90HRA,其次是国外的高铬钼钒粉末材料ASP-23,其最佳使用硬度大概在63HRC 。

2.4 凸模的加工方法

凸模之中,直通型的,其外形并非规则状,在加工时,一般会采用慢走丝线切割这种方式,具体操作是割一修一或者修二,慢走丝线切割这一加工方法,虽说加工精度是比较高的,然而,因表面高温而生成的那层薄氧化层,同样会对其造成影响,这种情况下,能够达到的尺寸精度是±0.003mm。挂肩型凸模,采用普通小平磨床(G)来进行加工,此时,需要留意把挂肩设计在不会对加工造成影响的位置。补强型凸模,采用光学磨床(PG)来加工,不过成本是比较高的。后面这两者在加工后能够达到的尺寸精度是±0.002mm。

结束语

连续精密冲压模具,对模具寿命要求颇高,电子通信类的小五金冲压模具,其寿命一般要达到100kk(也就是1亿)冲次,而端子模具寿命则需达到500kk(5亿)冲次,凸模设计时,要综合考量产品精度、生产纲领、模具寿命、加工难易、维修方便以及经济性能等诸多因素,按照实际情形,正确、合理又灵活地去设计凸模,如此方能满足产品质量要求,有助于适时改良并确保顺利生产,。