模具设计手册

1 . 模模 具具 标标 准准 手手 册册 TOOLING STANDARDS HANDBOOK 杨文剑 2007.12.22 2 * 目录目录 * 项目 ITEM 内容 DESCRIPTION 页次 PAGE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 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 第一节： 模具设计流程图 4 4 第二节： 工艺设计内容 第二节： 工艺设计内容 7 7 第三节： 工艺方案设计 第三节： 工艺方案设计 8 8 第四节： 工艺性分析 第四节： 工艺性分析 9 9 第五节： 工艺计算 第五节： 工艺计算 1414 第六节： 排样设计 第六节： 排样设计 2727 第七节： PRESSCAD 图层设定标准 第七节： PRESSCAD 图层设定标准 4343 第八节： 模板材质,厚度及热处理标准 第八节： 模板材质,厚度及热处理标准 4545 第九节： 模具设计规划档说明 第九节： 模具设计规划档说明 46 46 第十节： 模具结构标准 第十节： 模具结构标准 48 48 第十一节： 模具零件结构设计 第十一节： 模具零件结构设计 52 52 第十二节： 模具设计检点事项 第十二节： 模具设计检点事项 70 70 第十三节： 模具的试冲与调整 第十三节： 模具的试冲与调整 72 72 第十四节： 冲压工序术语 第十四节： 冲压工序术语 78 78 第十五节： 常见模具名称中英文对照表 第十五节： 常见模具名称中英文对照表 82 82 3 一：目的 一：目的 1.1. 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. 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. 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 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 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 三：参考资料 4 第一节：模具设计流程图： 1） 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 NO YES 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 5 2） 2） 6 3)模具设计工程师职责范围3)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 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 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 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 a2t,并不小于 34mm。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 1.3t 1.0t 0.5t 0.4t 软钢及黄铜 1.0t 0.7t 0.35t 0.3t 0.8t 0.5t 0.3t 0.28t 10 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 H H1.5t(R=0) H2t+R(一般) 弯曲区鼓 凸 B=(0.10.5)t A=3t 鼓凸的程度与 R 的大小 有关 AR A2t(R=0) D=1.5R 止 裂 H2t+R 14 IT14 IT16 IT17 IT12 IT13IT14 IT13IT14 表 2-10 弯角精度 弯角断边 尺寸/mm 16 610 1025 2563 63160 160400 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 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： =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/t 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 K 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.28 R/t 0.8 1 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 K 0.3 0.33 0.37 0.4 0.44 0.48 0.5 4.1 R=0, 折 弯 角 =90 °(T3.0 时，K 值请示上级 T A B 90. 0° T/ 3 中性層 T=1. 2m m t a x 15 4.3 R0 =90° L=(A-T-R)+(B-T-R)+(R+ )*/2 当 R 5T 时 =T/2 1T R : L=A-T+C+B+K (3)当 C3T 时: L=A-T+C+B+K/2 注意：其中 K 值依（图表 4.2）经验值 16 4.7 Z 折 2. C3T 时: L=A-T+C+B+D+K 注意：其中 K 值依（图表 4.2）经验 值 4.8 抽芽 抽芽孔尺寸计算原理为体积不 变原理,即抽孔前后材料体积不 变;