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[原创] 图解旋切模

本主题由 FANZAI 于 2008-8-1 14:41 提升

图解旋切模

    此资料是本人的经验,加之搜集的参考资料整理而成,对于设计此类模具的朋友有一定的帮助。
      我把此资料做成了电子书,以方便大家下载阅读(见附件)。
    由于本人水平有限,难免有错误之处,欢迎各位批评指正!
                          图解旋切模

    随着科技的高速发展,五金冲压件在各个行业的应用日益广泛,对产品的质量及尺寸要求也越来越严格。一些产品的传统加工工艺已经不能满足要求。其中五金拉伸产品尤为突出,拉伸件在拉伸过程中,由于材料的各向异性,厚度不均匀以及定位不准或拉深模间隙不均匀等原因,将使拉出的工件顶端不整齐。对于端部要求平齐、美观的零件就需要补充切边工序。以前,简单的切边加工方法(简单模具的飞边或在车床、旋压机上切边)达不到公差要求,工作效率低。而用加工精度较高的旋切模具可达到应有的效果。

    旋切模是旋转浮动摆块切边模具的简称。按凸凹的位置可分为:正装和反装两种;按切边进刀的方向分为:轴(纵)向切边模(螺旋切边模)和径(横)向切边模(浮动摆块切边模)。由于应用程度的关系,这里只介绍螺旋切边模和浮动摆块切边模。

    一、螺旋切边模:

    图1所示为螺旋切边模结构。

     

    此模具用于对圆筒形拉深件的切边。

    芯子6可取出,工作时将冲件套在芯子上,放入螺套15内。当压力机滑块下降时,凸模9先压下芯子6并带动冲件一起下降,然后限位钉11下压滑块14一起下降。滑块14的外形为平直螺纹状,设计时注意滑块的斜度不能太大,否则模具容易被“咬死”。见图2。

                  

    滑块14在下降的过程中,沿滑块座7的螺旋形内腔运动,(滑块座7的结构图见图3)。

               

    凹模12也随之运动,与凸模作相对运动,对冲件进行切边。压力机滑块上升时,顶圈16在弹顶器的作用下,把滑块14沿螺旋方向顶至原位。弹簧2、顶圈17把冲件、芯子顶出。取出冲件和芯子。

    为方便从芯子上取下冲件,芯子6中开有一螺孔,用螺杆旋入,便于拔出芯子。
冲件被切边后长度由芯子6控制。

    此模具由于只能对圆筒件进行切边,加之螺旋形内腔加工复杂,应用程度受到限制,逐渐被浮动摆块切边模代替。一般较高(长)的拉伸件或圆筒件采用此模结构。

    二、浮动摆块切边模:
    浮动摆块切边模有正装和反装两种,结构上区别不大,只是凸凹模的上下位置相反,其余部分大致相同。

    正装浮动摆块切边模结构见图4:
              


     反装浮动摆块切边模见图5:

        
   
     两种结构基本相似,这里只介绍正装的浮动摆块切边模的设计方法。

     1、正装的浮动摆块切边模的结构见图6)
           


    图6所示为矩形件浮动式切边模。

    其主要特点是,凹模8置于凹模托板6上,凹模托板6与下模座孔成H9/h9动配合,并通过弹顶器(图中未绘出)借助柱头螺丝12,始终将凹模8往上顶。冲压前,将制件7放入凹模8内,由顶板2和弹簧3托住。为防止制件变形,制件内装有定位芯9,其外形与制件内形成H7/h7配合。芯子的高度与制件所需的高度相等。四根限位柱11用于限制凸模下平面与凹模上平面间的间隙,其值由料厚而定,一般取0.05mm。

    2、浮动式切边的工作原理:

    冲模工作时,上模借助压力机的压力,使凸模10先压住芯子、制件7、顶板2和弹簧,再往下凸模即要进入凹模,但由于限制柱的作用,凸模与凹模的平面间保持着一定的间隙。此时,凹模与四周导板1、13、4、5始终保持接触。凹模在导板的轨迹中,不但作上、下运动,还作水平方向运动时,芯子9也随之运动,即与凸模发生相对运动,在剪切力的作用下,对坯料进行剪切,并利用导板接触面的变化,使凹模按不同方向位移,依次把余边切掉。图2所示为凹模相对凸模位移切掉余边的慢动作的四个过程。实际上,冲压的一瞬间,即完成切边工作。

    3、浮动式切边模导板的设计:

    1)滑块的的动作原理:

    设计浮动式切边模时,最关键的部分是导板。设计导板应先决定凹模需要的动作,再按动作的要求设计导轨的形状和尺寸。决定凹模动作,可采用作图法。普通拉伸件的切边模,只需作平面切齐,凹模可在X、Y两水平方向同时动作,分几次将制件的边切掉。动作是否达到要求,可用两张图纸验证,即在一张图纸上绘制凸模平面,在另一张透明纸上画出制件平面,将两张纸叠在一起,作相对位移,经几次动作比较,即可判定制件各边是否全部切掉,如图7所示。

               


    如图8所示的的动作将制件的各边全部切齐,具体动作图如下:

        

    图8的动作可以以凸模平面为原点,四周的小格为移动的距离(为能看清,距离拉大),制件平面与凸模平面的相对移动可在一座标系上显示出来。则每个图移动如下:

    如图d):凸模平面不动,制件向左、向前移3mm,则在座标上显示的位置见图9;
      

     
如图e):由于前面制件已向前移了3mm,所以制件前后不动,只是横向向右移动了6mm,在座标图显示如图10;
         

      
如图f):制件左右不动,从前向后移动6mm,在座标上显示见图11;
         

    如图g):制件前后不动,从右向左移动6mm。由于在d)图中,制件的左下角已切掉,此次向左移动6mm后,制件的四周全部被切到,座标图应是一个封闭的图形。见图12。
         

     
     表1列出了拉伸件切边时的凹模移动量,箭头是四个移动方向(见图8)。

               

    以上动作完成后,制件的四周全部被切掉,动作的轨迹也形成了一个封闭的四方形,见图13。
                     

    如图14所示的动作图就有一部分废料未切掉,凹模动作不仅仅是一种,可多种多样。可根据个人习惯灵活运用。
               
           

    2)导板的设计步骤:




    a、滑块:


    导板是作为滑块上下运动的导向部分,那么在确定导板形状前先设计出滑块的形状尺寸,导板的形状也就随之确定了。如图15所示。


                    


    设计滑块时需注意的几个参数:一般导板的角度θ设计成30°或45°,滑块的角度也就在30°或45°之间;图中的尺寸A取值要充分考虑此处的强度,太小强度不好,太大则模具高度(行程)过高;一般取(25)mm。


    b、导板:


    决定凹模动作及滑块的形状之后,即可动手设计导板了。凹模在X—X方向移动,由左右二导板决定;凹模在Y—Y方向移动,由前后二导板决定。凹模在X—X方向不动时,左右二导板是垂直线;凹模在X—X方向移动时,左右二导板斜线。凹模在Y—Y方向不动时,前后二导板是垂直线;凹模在Y—Y方向移动时,前后两导板是斜线。


    根据根据三角函数公式:tanA=


    得出如下图的结果:

        



    图16中,当a=3mm时,各角度相对应的高度为(1.73、2.10、2.52、3.00)mm;


    当b=6mm时,各角度相对应的高度为(3.46、4.20、5.03、6.00)mm;


    上面的数字说明,当角度取45°时,滑块向下运动3mm,滑块也可向左右或前后移动3mm;向下运动6mm时,滑块也可向左右或前后移动6mm。


     第一步、确定滑块块形状及尺寸:见图17)


           



     第二步、以滑块的形状绘制滑块行程模拟图:见图18)


      



     第三步、绘制滑块动作轨迹图:图中保证最单薄处有3mm。见图19)


            


    第四步、绘出滑块行程轨迹图(导板形状):


    设计时要充分考虑导板的单薄位置,可通过加长垂直部分的长度来解决强度及缓冲问题。


    图20 所示,是按如下已知动作要求设计出导板型面:

    ①开始时,滑块处于是高位置,各和左、右、前、后导板接触。

    ②滑块在左右方向(X—X)左移3mm,前后方向(Y—Y)前移3mm。

    ③滑块向右移6mm,前后方向不移动。前后导板是垂直线,垂直行程应按左、右导板决定。

    ④滑块左右方向不移动,前后方向后移6mm,因此左右导板是垂直线,左右导板垂直线长短按前后导板决定。

    ⑤滑块在左右方向左移6mm,前后方向不移动。前、后导板是垂直线,垂直线长短按左右导板决定。

    按照滑块的的动作轨迹,用直线连接起来,导板的形状就完成了。



[ 本帖最后由 cjczq 于 2008-9-17 15:44 编辑 ]
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第一张图,螺旋切边模结构图,少画了一个水平移动锲块。此类旋切由于依靠偏心轮完成切断,最终会有一小段切不到的(像图14《不符合要求的切变模动作》所示。),需要水平移动2e距离。
基本上说的很详细,很实用。谢谢。
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天成人愿 多多发财
aluen888@suho.com

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谢谢楼上积极参与讨论。
螺旋切边模,其原理就是不作水平方向(即径向)的移动,只能用于圆筒形件的切边(修边),相当于车床或旋压机切边的功效,但精度比前者高。正因有这么多局限性,才使这种模具基本上被淘汰。
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谢谢!

不知板厚1.5的SUS321能不能用这种结构

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还可以。
我也设计并做过旋切模,我认为凸块为双凸应该更平稳一点

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楼主,你好。我以前没有做过旋切模,通过在网上下载的资料学习了解了这种模具。现在刚好有这样的产品要切边,我也想开一套这样的模具。
希望你能给新手一套建议和注意事项。诚心的请教你,谢了

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以前接触过车床的缩口切边模具;
学习先!
谢谢!

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回复 5楼 的帖子

我也赞成用双凸比较好 因为我们厂都是做双凸的

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我以前看到的是正方型的

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产品外形小的旋切模用双凸好;产品外形较大的旋切模用单凸,凸块下放一块托板,托板上装4个内导柱,这样模具比较平稳.

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引用:
原帖由 cjczq 于 2008-3-15 07:53 发表 谢谢楼上积极参与讨论。螺旋切边模,其原理就是不作水平方向(即径向)的移动,只能用于圆筒形件的切边(修边),相当于车床或旋压机切边的功效,但精度比前者高。正因有这么多局限性,才使这种模具基本上被淘汰。 ...
阁下是否做过螺旋切边模,如此断言其不作水平方向运动?
能否就螺旋切边模的运动轨迹再细说,如何旋转可以切断圆筒工件?
天成人愿 多多发财
aluen888@suho.com

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以前为了保证尺寸精度,做过一套,拉伸件在旋压机(或模具)上切断后,保持一定的余量,用此模具来做修边。至于用此模具来切断没试过,做成偏心轮的结构当时也没这样想。运动轨迹跟车床或旋压机的一样,只是尺寸精度要高,好控制些。后来摆块浮动切边模做成后,此模基本上不用了。

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好像这种螺旋形的结构不用了啊现在
-Sooner or later will be boss!

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楼主讲得蛮详细吗?要是把回位再说明一下就差不多了。

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第三步、绘制滑块动作轨迹图:图中保证最单薄处有3mm。(见图19)



               

请问楼主:滑块第一次下降3MM 第二次怎么成了14了呢?我怎么没搞明白啊?请 指教

[ 本帖最后由 sbd666 于 2008-3-29 00:13 编辑 ]

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正如上面所说的,要保证单薄处的强度(3mm)才加长垂直直身位。否则用过一段时间后,单薄处磨损,间隙变大,模具就没法用了。

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今天去深圳会展中心看了机械模具展,看到了一种拉伸切边机,觉得的还不错,结构跟旋切模原理差不多,不过他们就把旋切模的模架做成了一部机器,比较稳定,都是用气压的明天是最后一天,你们有时间去看看,那里有好多设备都是很先进的哦

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我修过这种模具,刀口基本是一次性的,很麻烦啊

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我在这上面看过不少这种模,但好象每 个人的轨迹都不一样,好象很多工程师设计时有没有考虑在加工精度影响的情况下会出现咬死情况,我是2002年在一家马达厂设计这种模具结构,仿日本的模具,纺锤形用90度,但轨迹用的是 100角,角度不是相等的,这样可防咬死,因为不可能线割或研磨很准的,也许有人会说这样模具运行不平稳,但际上活动芯套在模内不存在很大的摆 动,而且打开时  ,顶杆会将活动部分顶着贴在脱料板上,窃以为最好不要都做90度角

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对精度高的往往最后接口处理不好,不知板凳兄所讲的螺旋切边模能否解决这个问题,或者那位大侠发个图上来研究下.
失之毫厘,谬以千里 希望能与你一起深入探讨冲模制造全程工艺 L.D.COM@TOM.COM QQ:350300334

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