模具设计手册

1.模具标准手册TOOLINGSTANDARDSHANDBOOK杨文剑2007.12.222******目录******项目ITEM内容DESCRIPTION页次PAGE一：目录2二：目的3三：适用范围3四：参考资料3第一节：模具设计流程图4第二节：工艺设计内容7第三节：工艺方案设计8第四节：工艺性分析9第五节：工艺计算14第六节：排样设计27第七节：PRESSCAD图层设定标准43第八节：模板材质,厚度及热处理标准45第九节：模具设计规划档说明46第十节：模具结构标准48第十一节：模具零件结构设计52第十二节：模具设计检点事项70第十三节：模具的试冲与调整72第十四节：冲压工序术语78第十五节：常见模具名称中英文对照表823一：目的1.为模具开发单位提供和补充基本的技术规范,减少或杜绝设计缺陷造成模具的先天不足.2.推行设计标准化，降低设计错误率，实现模具设计快速作业。3.保证模具导入后生产出合乎质量要求的产品.4.降低模具故障率,减少模具维修及改善费用,降低生产成本.5.提高模具使用安全性.6.为模具验收提供标准.7.不断创新,不断完善,使模具设计水平进一步提高.二：适用范围适用于为华益公司开发的模具或由华益公司代工的模具三：参考资料4第一节：模具设计流程图：1）产品零件图生产，技术要求基本工序分析初步工艺方案设计毛坯展开工艺性分析OK?毛坯排样模具种类工序优化工序排样工艺计算结构概要设计周期评测压力机工序排样图NOYES不合适合适结构详细设计零件设计零件图外购件明细标准件明细零件明细表装配图备料，毛坯粗加工模具零件加工52）63)模具设计工程师职责范围1.图纸分析,工程分析(与上级确认)2.图纸展开,问题点列出(做电子档)3.与客户确认工艺性修改.4.模具总体结构及框架设计,结构讨论.5.模具执行单下达.6.模板材料申请采购.7.模板图纸、零件图纸及结构图绘制.8.上级审核.9.填写《模具基本资料表》出图.10.标准件申请采购.11.制作跟进及拷贝图档线割等.12.试模材料(含配件)申请采购.13.试模样及检验结果跟进处理.14.模具修正调整改图,出图.15.产品生产工艺编制,制造作业指导书,模具换线说明等.16.制程异常跟进处理.7第二节工艺设计内容冲压工艺设计，就是根据冲压件的要求，合理安排原材料准备、各种加工工序等，使得冲压过程在经济和技术上合理可行。工艺过程设计包括以下几个方面的内容。一工艺方案设计工艺方案设计就是根据冲压件的形状尺寸、材料、生产批量等特点，初步确定出冲压加工内容，并制定出几种可行的加工工艺方案，通过对产品质量、生产效率、设备条件、模具制造和寿命、操作的方便性和安全性、经济性等方面的综合比较，确定出适合具体生产条件的最佳工艺方案。二工艺性分析根据产品零件的形状尺寸、材料、精度等要求，对冲压工艺方案设计中所确定的各项工序内容逐一进行分析计算，确定它们对冲压工艺的适应性。三工艺计算为了进行模具设计和冲压加工，工艺计算首先应根据产品零件的几何形状和尺寸来计算所需毛坯的形状和尺寸，然后按照节约材料、简化模具结构的原则拟定合理的排样方案，并确定板料或条料的规格及下料方式。合理优选凸模和凹模之间的间隙等。8第三节工艺方案设计一确定产品零件冲压工序根据产品零件的技术要求和形状特点，选择获得零件各要素的合适的冲压工序，如冲孔、落料、弯曲、拉深、翻边等。简单零件可以通过形状直观地反映出所需的冲压工序，但有些零件却需要要经过分析计算才能确定选择何种冲压工序。二确定冲压次数和冲压顺序由于产品零件的形状尺寸、材料等因素的影响，需根据具体情况确定冲压次数。例如拉深件，可根据其形状尺寸和材料的拉深性能确定所需的拉深次数。冲压顺序就是要对各次冲压工艺的先后顺序作出安排。安排冲压顺序时要综合考虑零件技术要求、各工序间的影响、模具结构等方面的因素。三工序的组合方式复杂零件的冲压往往包括多个工序，因此工艺设计时要考虑各工序的组合形式。典型工序组合方式包括简单工序、复合工序和级进工序。影响工序组合方式的主要因素有生产批量、尺寸、精度、经济性等。四辅助工序的确定辅助工序要根据零件的要求及所采取的冲压工序顺序及组合方式确定，常用的有表面处理、清理、去毛刺等。9第四节工艺性分析一工艺性分析的概念及内容冲压件的工艺性是指冲压件进行冲压加工的难易程度，亦即对冲压工艺的适应性。冲压件工艺性分析就是分析具体产品零件的材料性能、几何形状、尺寸和精度要求等是否满足冲压工艺的要求。良好的冲压工艺性是指能以最经济的方式加工出符合使用要求的零件，例如节省材料、模具结构简单、工序少、工人操作方便、产品质量稳定等等。二冲裁件的工艺性冲裁件的工艺性是指冲裁件的材料、尺寸、形状、精度等要求对冲裁加工的适应性，即是否满足冲裁工艺的要求。冲裁件尺寸、形状及结构的工艺性分析包括以下几个方面：1）冲裁件轮廓形状应能合理排样，以达到节省材料的目的。2）冲裁件的内外轮廓的转角处应有适当的圆角，以方便模具制造，延长模具寿命。3)冲裁件的凸出和凹入部分的宽度不宜过小，避免过长的悬臂和窄槽。4)冲裁件上孔的最小尺寸不能太小，否则会导致凸模的折断，各种材质下一般冲模的最小孔尺寸见表2-1。表2-1最小孔尺寸5)冲裁件上孔与孔的间距不能太小，一般应取a≥2t,并不小于3～4mm。如果间距过小则会降低模具寿命。6)孔的位置不应距冲裁件的边缘太近，在弯曲或拉深件上冲孔时，应避开侧壁的圆角部分，以提高冲孔质量和模具寿命。三弯曲件的工艺性凸模无导向凸模精密导向材料圆形矩形圆形矩形硬钢1.3t1.0t0.5t0.4t软钢及黄铜1.0t0.7t0.35t0.3t0.8t0.5t0.3t0.28t10弯曲线对板料轧向的相对位置、弯曲件上孔的位置及孔壁距弯曲线的距离、相对弯曲半径及弯曲角的大小、选用的材料种类等对弯曲成形的工序安排、毛坯的定位方式、模具结构及材料利用率均有重要的影响。弯曲成形的主要问题是：回弹和最小弯曲半径。回弹直接影响弯曲件的形状准确度；最小弯曲半径既影响回弹的大小，又可能使弯曲件产生开裂。表2-2弯曲工艺性分析主要内容项目产品图毛坯示意图弯曲限制弯边高度增大H弯曲后切至HH≥1.5t(R=0)H≥2t+R(一般)弯曲区鼓凸B=(0.1～0.5)tA=3t鼓凸的程度与R的大小有关A≥RA≥2t(R=0)D=1.5R止裂H≤2t+Rθ60°时不易弯曲变形弯曲线外侧H≥1.5t+R弯边附近有孔增大HL≤25,H≥2t+R25L50H≥2.5t+R切舌弯曲破裂W≥1.5tH≥2t+R鼓易破111.弯曲件的结构工艺性1)零件的结构特点弯曲件的形状最好左、右对称,宽度相同,相应部位的圆角半径应左、右相等,以保证弯曲时毛坯不会产生侧向滑动。2）最小弯曲半径弯曲件的内圆角半径与材料厚度的比值，通常称为相对弯曲半径，用以代替应变中性层的曲率半径与材料厚度的比值，近似地表示弯曲件成形时的变形程度。最小弯曲半径:使弯曲件外缘表面不出现裂纹的内圆角半径的极限值。其值的大小与材料的种类、弯曲角的大小、板料表面质量、毛坯的边缘状态、毛坯的宽度和厚度，以及板材的轧制方向有关。常用板材的最小弯曲半径退火或正火的冷作硬化的弯曲线位置材料垂直辗压纹向垂直辗压纹向垂直辗压纹向垂直辗压纹向硬(软)1t1.5t1.5t2.5t硬(硬)2t3t3t4t磷青铜--1t3t黄铜(半硬)0.1t0.35t0.5t1.2t黄铜(软)0.1t0.35t0.35t0.8t紫铜0.1t0.35t1t2t0.1t0.35t0.5t1t加热到300°～400°C冷作硬化状态镁合金MB12t3t6t8t加热到300°～400°C冷作硬化状态钛合金BT53t4t5t6t注：1.当弯曲线与辗压纹向成一定角度时，视角度的大小，可采用居间的数值，如45°时可取中间数值；2.对在冲裁或剪裁时没有退火的窄毛料的弯曲时，应作为硬化的金属来使用；3.弯曲时通常将冲裁件有毛刺的一面放在弯曲圆弧的外层；4.表列数据适用于弯曲角≥90°，断面质量良好状态。123）弯曲件的孔边距弯曲前允许在毛坯上冲制的孔，应位于弯曲变形区之外。孔壁至弯曲半径中心的距离L与材料种类、厚度和弯曲方式等因素有关。通常取：当t＜2mm时，L≥t;当t≥2mm时，L≥2t（图1-14）。如果孔的位置精度要求较高或孔壁距弯曲区较近，则应弯曲后冲制。4）最小弯边高度零件的弯边高度H不宜过小，否则会因弯边高度不足而影响弯曲质量。弯曲直角的最小弯边高度应为Hmin≥2t。若弯边高度小于此值，应允许在弯角处压槽（图1-15）。5)切口弯曲弯曲件上的各种切口弯曲工作（图1-16），可以在冲切口的同时完成。为使成形后的零件便于从凹模内顶出，弯曲部分应设计成梯形。6）局部弯曲的工艺结构零件边缘需进行局部弯曲时，在弯曲部位的交接处应开止裂孔或止裂槽,以避免弯角部位产生裂纹或畸变。图1-167）弯曲件的精度弯曲件的精度受多种因素的影响，可参考相关教科书，表2-9及表2-10分别为弯曲工艺所能达到的尺寸精度和角度精度，要达到精密级的精度需加整形工序。压槽13表2-9弯曲工艺的精度材料厚度ABCABCT/mm经济级精密级≤1IT13IT15IT16IT11IT13IT131～4IT14IT16IT17IT12IT13～IT14IT13～IT14表2-10弯角精度弯角断边尺寸/mm1～66～1010～2525～6363～160160～400经济级±(1°30'～3°)±(1°30'～3°)±(50'～2°)±(50'～2°)±(25'～2°)±(15'～30')精密级±1°±1°±30'±30'±20'±10'14第五节工艺计算一毛坯展开1。弯曲毛坯长度计算板料弯曲过程中，应变中心层的长度不变，因此，可以根据这一原理来确定弯曲件的毛坯展开尺寸。弯曲件展开长度包括直边部分和弯曲部分。直边部分的长度在弯曲前后不发生变化，而弯曲部分的长度可根据不同的情况计算。1)中心层半径：ρ=r+x*t式中：r─弯曲内圆角半径；k─中心层移动系数；t─被加工材料厚度。中心层移动系数经验值(参考)R/t0.10.20.30.40.50.60.7K0.210.220.230.240.250.260.28R/t0.811.52.03.04.05.0K0.30.330.370.40.440.480.54.1R=0,折弯角θ=90°(T1.2,不含1.2mm)L=(A-T)+(B-T)+K=A+B-2T+0.4T上式中取:λ=T/4K=λ*π/2=T/4*π/2=0.4T中性層TAB90.0°T/4T1.2mm4.2R=0,θ=90°(T≧1.2,含1.2mm)经验值参考：T=1.2(K=0.45)L=0.45TT=1.5(K=0.50)L=0.50TT=2.0(K=0.55)L=0.55TT=3.0(K=0.58)L=0.58TT3.0时，K值请示上级TAB90.0°T/3中性層T=1.2mmtax154.3R≠0θ=90°L=(A-T-R)+(B-T-R)+(R+λ)*π/2当R≧5T时λ=T/21T≦R5Tλ=T/30RTλ=T/4(实际展开时除使用尺寸计算方法外,也可在确定中性层位置后,通过偏移再实际测量长度的方法.以下相同)中性層RB90.0°TAλ4.4R=0θ≠90°λ=T/3L=[A-T*tan(a/2)]+[B-T*tan(a/2)]+T/3*a(a单位为rad,以下相同)TBAa中性層λ4.5R≠0θ≠90°L=[A-(T+R)*tan(a/2)]+[B-(T+R)*tan(a/2)]+(R+λ)*a当R≧5T时λ=T/21T≦R5Tλ=T/30RTλ=T/4中性層λ4.6Z折1.计算方法请示上级,实际计算时可参考以下几点原则:(1)当C≧5时,一般分两次成型,按两个90°折弯计算.(要考虑到折弯冲子的强度)L=A-T+C+B+2K(2)当3TC5时一次成型:L=A-T+C+B+K(3)当C≦3T时一次成型:L=A-T+C+B+K/2注意：其中K值依（图表4.2