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落料模设计改进:局部镶嵌组合结构形式的优化

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:图7-23 设计改进后的落料模2)凹模20将原来的整体式,改为了局部镶嵌组合的结构形式,将使用时最易断裂的型孔内凸出的部分分离出来,单独做成一块——即凹模镶块16,镶嵌入凹模20的槽内,直接用后侧固定端与凹模槽配合完成定位,再从两个方向用三颗内六角圆柱头螺钉拉紧固定,和主体凹模部分形成完整的型孔。

落料模设计改进:局部镶嵌组合结构形式的优化

1.改进设计前的模具

图7-22所示就是改进设计前的落料模,它的特点是:

(1)冲件工艺分析 如冲件图所示,冲件只是一个外形零件。有一个深度和宽度相同的缺口,由于材料为8mm厚的45钢,既硬且厚,冲切有一定难度,加上尺寸不大,难度系数增加。若将冲缺口和外形分开进行,冲件易变形甚至在根部开裂。所以采用落料方式成形。

(2)模具的基本结构

1)纵向送料,挡料销12定位

2)固定卸料板10带导料槽导料,中部两端开缺,方便送料操作。

3)直通式凸模,螺钉拉紧固定。

4)对角导柱标准模架14,带凸缘冲头把5。

(3)模具使用时出现的问题

1)凹模11型孔内形成冲件缺口的凸出部位频繁从根部断裂,造成凹模11整体失效,不能适应批量生产的需要。

2)挡料销一经使用即发生断裂,不能为送料操作提供定位。多用估计送料距离冲裁,材料利用不稳定,还会出现不完整冲件。

3)条料冲切后变形严重,难以保证送料操作正常、顺利。

(4)出现问题的技术分析

1)凹模11型孔内凸出成形部分的断裂:是因为伸出较大,周围要承受三面周边长度冲切厚材料所需的冲切压力,工作时因为要漏料,又是在悬空状态下工作。所以,无法承受多次反复的冲击力而发生应力断裂。由于是整体凹模,任何局部的损坏都会引起整体失效。

2)挡料销12折断:是因为厚材料落料冲切时,凸模周围的材料都会从四周向外扩张变形,形成快速巨大的冲击力,作用在强度本身就不高的挡料销头部外圆上,必然会从抵抗力最弱的退刀槽部位断裂。何况挡料销又是经淬火的,脆性大,韧性差,断裂自然不会向后拖延。(www.xing528.com)

3)冲切后条料严重变形:材料厚度越大,受搭边宽度的影响,变形会越剧裂。变形的材料会向任何不受限制的方向发展,如条料的宽度两侧,固定卸料板为送料方便预留的上侧空间等。变形将直到被限制为止。但却给送料操作带来了很大的障碍,即使有挡料销定位也无法实现。

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图7-22 改进设计前的落料模

2.改进设计后的模具

图7-23所示是经过设计改进后的模具,它的特点如下:

1)模具设计改进后,仍然是单件横排、一模一件,纵向送料的基本形式,只是排样时冲件转动了180°,缺口部变为朝前了。

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图7-23 设计改进后的落料模

2)凹模20将原来的整体式,改为了局部镶嵌组合的结构形式,将使用时最易断裂的型孔内凸出的部分分离出来,单独做成一块——即凹模镶块16,镶嵌入凹模20的槽内,直接用后侧固定端与凹模槽配合完成定位,再从两个方向用三颗内六角圆柱头螺钉拉紧固定,和主体凹模部分形成完整的型孔。由于镶嵌件单独制作,材料的纤维组织纹向改变,加上没有尖角的应力集中,强度有较大幅度提高。再加上安排了加厚的下垫板22(一般落料模具是没有的),和加厚的非标准模架底座的强力支撑,镶嵌件被冲断的可能性几乎为零。而且,即使被折断,也可以只更换镶嵌件来恢复凹模的正常功能,而不会造成整块凹模失效报废的损失。为确保凹模20本体部分的耐用度,厚度也是增加很多的。

3)对于挡料销的折断,改进后的模具将传统的前送挡料方式,改为了回拉式挡料方式。当落料冲切时,材料的扩张不会再直接作用在挡料销14上,而是使挡料销处于空档位置,所以,不再会被冲击折断。

4)解决冲切后条件的变形、影响送料操作的问题:

①首先,冲切后条料的宽度会变宽,和导料槽侧面形成挤压,使送料操作既困难又费力。为此,将固定卸料板21的导料槽前端宽度尺寸适当加大,造成条料变宽后也不会发生挤压的间隙配合状态,就不会影响正常的送料操作了,导料槽后端继续维持与条料宽度比较合适的配合关系,为送料操作提供相对可靠的送料方向。

②解决条料冲切后的翘曲变形问题:利用固定卸料板21中部前后两端的缺口空位,在固定板2上安装固定了两个压料柱13,在合模冲压时,对条料向上翘曲变形实施刚性的强力限制,将条料向上翘曲变形的量控制在不影响正常送料操作的范围内。但要注意的是:长度合适,既要有好的压料控制效果,又不能与冲切深度产生干涉。前端压料柱13的位置安排也应保证压料效果。

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