冲裁模和所有冲模一样,在设计时应按表2-2、2-3、2-4的程序进行,即制件工艺性分析→确定合理的冲压工艺方案→进行必要的工艺计算→确定设计参数→选定合理的模具结构→选择冲压设备→进行零部件设计→绘制总装配图及零件图→审核图样及编制工艺性文件。除此之外在设计时还应注意下述设计要点:
1.注重冲压材料的节约及经济性
1)坯件的形状要尽量简单,尺寸要小。在符合使用要求的前提下,可以通过设计上的稍加变更,使板料的下料能更加经济合理。
2)要根据冲压件形状、大小、生产批量及供料条件等因素以及模具结构来选定供料形式。如对于连续模结构,必须选用较规格的板材和卷料,而对于复合模及一般单工序冲模,可以采用块料或条料供料,有时还可以采用套料冲裁,即如材料和板料厚度要求一样的冲压件,先冲形状较大的冲件,剩余废料再冲裁形状简单、尺寸较小的冲压件,以提高材料的利用率。
3)要仔细研究排样形式。在不影响冲压件使用的情况下,要尽量采用无废料及少废料排样,并且注意搭边和间距尽可能采用最小值,或在排样时采用交叉下料形式,以节约材料。
4)排样冲压时,要注意材料的纤维方向性。特别是在冲裁后还需弯曲、拉深、成形的坯件冲裁,在落料时要充分考虑材料纤维的方向性,以免后工序产生废品、浪费材料。
2.设法保证冲压件制品质量及精度
冲压件的尺寸精度和表面质量主要决定于模具的精度。因此,在设计时应注意:
1)若冲裁件尺寸精度和断面、表面质量要求较高时,一般要考虑采用精密冲裁工艺。若采用普通冲裁,一般应增加整修或光洁冲裁工序。
2)对冲压件切口断面有一定要求时,一般可通过改变冲裁间隙来解决。在附有特殊条件时,必须考虑采用精密冲裁工艺。
3)对冲裁的毛刺方向有要求时,应从模具结构形式加以考虑。如在采用切断形式时,在送料方向上,前后的毛刺方向相反,这就必须要加以注意。
4)在设计时,要根据冲压件的特点,确定合理的模具和加工精度,选取合理的导向方式及模具安装固定方法。
3.合理选用冲压设备
1)选用压力机时,压力机的冲压力要留有充分的余地。一般冲裁力、推件力和卸料力的总和要在所使用压力机能力的70%~80%以内,以保证冲压安全。当高速冲裁时,最好使用压力机能力的10%~15%。
2)选用的压力机要确保操作方便、机械精度较高、安全可靠。
3)要精确地计算冲压件的压力中心位置,使压力中心基本上与所选的压力机中心相重合。
4.注重模具结构的选择
在设计冲裁模时,要根据冲压件的形状、批量大小和尺寸精度要求选择合适的模具结构形式。这样才可能降低冲模的制造成本。如生产批量较大、精度要求不甚高的零件,选用连续模结构要比选用复合模结构成本低廉、容易加工制作。而若生产批量要求较小或试制性生产的冲压件,可以选用单工序简易冲模结构,可以使工件成本大大降低。
5.对凸、凹模精心设计
凸、凹模是冲裁模重要工作部件。凸、凹模结构形式、尺寸精度直接影响到冲压件尺寸精度和质量。因此,设计冲裁模时,应对凸、凹模的结构形式、尺寸计算、精度选择、热处理硬度及表面粗糙度要求等给以认真计算及选择。其主要注意要点是:(www.xing528.com)
1)根据冲压件的要求,凸、凹模要有高于冲压件尺寸精度的精度要求和表面质量要求。
2)凸、凹模设计要合理选择材料,设计后的凸、凹模要有足够的强度和硬度。
3)凸、凹模的结构要合理,形状、尺寸、精度、表面粗糙度计算与选择要符合设计要求。
4)凸、凹模应便于刃磨及维修。
5)细小凸模要注意加护套保护。
6)凸、凹模的刃口应锋利,间隙要选择合理并均匀一致。
7)设计时一定要充分注意凸、凹模的安装固定方式,不可松动,要能紧固。
6.合理选择卸料、卸件方式
1)要根据制件的质量要求,考虑出件方式。如采用漏料孔下出件比采用用顶件器上出件方式质量要差,而且制件会产生塌角、不平整。
2)废料的排除必须要畅通,并注意安全可靠。
7.确定准确的坯料定位机构
在考虑定位机构时,必须使其定位准确、有效可靠,并便于操作。
8.合理选择导向装置
在设计模具时,要根据冲压件的精度要求及批量大小来确定导向机构的精度等级及导向形式。如对于小批及试制性零件,在精度要求不太高时,可以不采用导柱导向,以简化模具结构及制造成本。而对于大批量生产、且精度要求较高时,一定要选用导向模架导向。特别是对于薄板料冲裁及精度要求较高的零件冲裁,要选用精度较高的导向装置。
9.注重模具的操作、维修及安全性
1)模具的结构设计应考虑到模具磨损后的修磨方便,尽量使所设计的模具做到不拆卸即可修磨工作零件刃口。
2)对于易磨损的零件,在允许情况下应设计成快换式结构。
3)需要修磨及易磨损部位,设计时尽量设计在下模。
4)要使所设计的模具操作方便,在冲压时尽量保证操作者的手不伸入模具内的危险区域,以免冲压时易发生工伤事故。
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