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精密五金沖壓模具的設計詳解

時間：2023-08-02 點擊次數： 1527

一、沖壓模具分類

根據結構，沖壓模具可分為三類：單工程模、復合模、連續模。前兩種類型需要更多的人力，不符合經濟效益，連續模可以高效率批量生產。同樣，在設計一套高速精密連續沖壓模具時，也要關注你所生產的產品(包括所有沖壓加工的產品)。為了實現連續沖模自動化批量生產的目標，需要注意各模組之間的間距、零件加工精度、組立精度、匹配精度和干涉等問題。

二、單元設計的概念

沖壓模具的整體結構可以分為兩部分：（1）共通部分；（2）根據產品不同而變化的部分。共通零件可以加以標準化或規范化，而根據產品不同而變動的零部分很難規范化。

三、模板的組成和規格

1、模板的組成

根據模具的類型、組成和差異，沖壓模具可分為配置型構造和逆配置型結構兩類。前者是常用的結構，后者主要用于拉伸成型模具或與特殊模具匹配。

主要工作包括：

(1)數字化制圖——將三維產品和模具模型轉換為常規加工中使用的2D工程圖；

(2)模具數字化設計——根據產品模型和設計意圖，建立相應的模具三維實體模型；

(3)模具數字化分析與仿真——根據產品的成形工藝條件，對模具零件進行結構分析、熱分析、疲勞分析和運動分析；

(4)產品成型工藝模擬——注塑成型、沖壓成型；

(5)定制適合公司模具設計的標準件和標準設計工藝；

(6)模具生產管理。

2、模具的規格

（1）模具尺寸和鎖緊螺絲

模板尺寸應大于工作區域，并選擇標準模板尺寸。模板鎖緊螺絲的位置與模具類型和模板尺寸有關。其中，單個工程模具的四邊角常使用鎖緊螺釘，標準的工作區域可以廣泛使用。長形模具和連續模具常用鎖緊螺絲布置在四邊角和中間位置。

（2）模板的厚度

模板的厚度與模具結構、沖壓加工類型、沖壓加工力、沖壓加工精度等有[敏感詞]相關。根據理論計算很難確定模具的厚度，一般是從經驗中獲得，設計中使用的模板厚度類型應盡可能少，配合模模具的高度和夾緊高度加以標準化，以使其結構和庫存管理。

四、模板的設計

連續模具的主要模板包括沖頭固定板、壓料板、母模板等，其結構設計取決于沖壓產品的精度、生產數量、加工設備和加工方法、模具的維護保養方式等，有以下三種形式：（1）整體式；（2）軛式；（3）鑲入式。

1、整體式

整體式模板也叫一體構造式，其加工形狀必須封閉。整體式模板主要用于結構簡單或精度較低的模具，其加工方法主要是以切割加工為主(無需熱處理)，經過熱處理的模板必須經過線切割加工或放電加工和磨削加工。長模板尺寸(連續模)的現場平臺將整體使用兩塊或多塊。

2、軛式

軛式模板的中心部分加工成凹槽形狀，以組裝成塊狀產品。根據應用要求，凹槽可以由其他模板形成。這種軛式模板結構的優點包括易于溝部加工，溝部寬度可調，加工精度好等，但是剛性是它的缺點。

軛式模板的設計注意事項如下：

（1）軛板結構與塊件之間的配合采用中間配合或輕配合方式，如果采用強力壓配合，軛板將會發生變化。

（2）軛板具有塊狀件的保持功能，必須有足夠的剛性來承受塊狀件的側向壓力和表面壓力。此外，為了使軛板溝部與塊狀部分緊密結合，溝部角隅采用逃隙加工，如果軛板溝部角隅不能用逃隙加工，則塊零件必須用逃隙加工。

（3）塊狀部分之分割要同時考慮內部形狀，基準面一定要清晰。為了避免沖壓時變形，還應注意每個塊狀部分的形狀。

（4）軛板與多件塊狀部品裝配時，由于各塊狀部品的累積加工誤差，節距發生變化，解決方案是中間塊狀部分采用可調整方式設計。

（5）塊狀部品的模具結構是并排裝配的，因為塊狀部品在沖壓加工時會承受側向壓力，導致塊狀部分之間有間隙或塊狀部品傾斜。這種現象是沖壓尺寸不良、沖屑堵塞等重要原因，因此，必須采取充分的對策。

（6）軛板中的塊狀部品根據其尺寸和形狀有五種固定方法：

A、用鎖緊螺絲固定；B、以鍵固定；C、以？形鍵固定；D、用肩部固定；E、按壓緊固定上部(如導料板)。

3、鑲入式

模板內加工圓形或方形凹部，模板內鑲合嵌入塊狀部件，該模板稱為嵌鑲入式結構，此構造之加工累積公差小、剛性高，分解裝配時精度再現性好。由于具有容易機械加工、加工精度由工作機械決定、終調整之工程較少等優點，因此，鑲入式模板結構成為精密沖壓模具的主流，但其缺點是需要高精度的孔加工機床。當連續沖壓模具采用這種模板結構時，為了使模板具有較高的剛性要求，設計了一個空站。

鑲入式模板構造注意事項如下：

（1）嵌入孔穴之加工：立式銑床(或治具銑床)、綜合加工機、治具鏜床、治具磨床、線切割放電加工機等用于模板的嵌入孔穴加工。對于嵌入孔穴之加工標準，在使用線切割放電加工機時，為了提高加工精度，要進行兩次或兩次以上的線切割加工。

（2）嵌入件之固定方法：嵌入件固定方法的決定性因素是不改變加工精度、組立及分解之容易性、調整之可能性等。嵌入件的固定方法有四種：A.用螺絲固定；B.用肩部固定；C.用趾塊固定；D.上部用板材壓緊。母模板鑲塊的固定方法也采用壓入配合，此時應避免因加工熱膨脹而導致的松弛結果，用圓形模套鑲塊加工不規則孔穴時應設計防旋轉方法。

（3）嵌入件的拆裝考慮：嵌入件及其孔穴的加工精度要求高，便于裝配作業。為了獲得即使有微小的尺寸誤差，也能在裝配時進行調整，并提前考慮解決方案，在加工嵌入件時應考慮以下五個具體因素：A. 設置壓入導入部；B. 用隔片調整嵌入件的壓入狀態和正確位置；C. 在嵌入件底面設置壓出用孔穴；D. 直接使用相同尺寸的螺絲進行鎖緊和松開；E. 即為了防止裝配方向的錯誤，應設計防呆倒角加工。