HB Z 246-1993 长寿精密冲模设计与制造要求.pdf
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1、中华人民共和国航空工业标准HB/Z 246-93 长寿精密冲模设计与制造要求1994-06-01发布1994一06-01实施中国航空工业总公司批准目次1.主题内容与适用范围. .- . . . . . . (1) 2.引用标准. . .(1) 3.术语. . . . . . . . .(1) 4.冲裁件工艺性要求. . . . . (1) 5.一般设计要求. . . . . (5) 6.模架设计要求. . . . (5) 7.主要零件的设计结构及要求. . . . . . . . (的8.设计图样的审校. . . (25) 9.模具制造要求. . . (27) 10 模具总装要求. . . .
2、 (27) 附录A长寿精密冲裁模寿命(参考件). . . . . (29) 附录B模具工作件材料的锻造及热处理(参考件). . . (31) 附录C用普通线切割机床加工模具及模具的装配(参考件) . (33) 中华人民共和国航空工业标准长寿精密冲模设计与制造要求HB/Z 246-93 1 主题内容与适用范围本标准规定了长寿精密冲裁模结构要求,有关技术参数,主要零件设计方法及主要零件制造要求等。本标准适用于长寿精密冲裁模的设计与制造,也适用于其它冲模的设计与制造.2 引用标准GB 699 优质碳素结构钢技术条件GB 1298 碳素工具钢技术条件GB 1299 合金王具钢技术条件GB 9165 开
3、式压力机精度田893冷冲模模架技术条件HB 4574. 1 4574.4冲模安全控制装置HB 4575 短形截面圆柱螺旋压缩弹簧YB 9 锚轴承钢技术条件3 术语3. 1 云寿精密冲裁模比一般冲裁模寿命高3-20倍、精度高1-2级的冲裁模为长寿精密冲裁模。长寿精密冲裁模寿命参见附录A。3.2 载体载体是指级进模上条料排样中连接各工步的材料。4 冲蔬件工艺性要求4.1 冲穰件的结构性要求4. 1. 1 冲裁件尺寸公差要求见表1。中国航空工业总公司1994-06-01发布1994 -06-01实施HB/Z 246-93 表l冲裁件的尺寸公差mm 精度级别划分加工部位一-一一-_.-一一一粗糙级中级
4、精密级单工位士0.05土0.025土0.015孔距多_L位士0.10土0.050士0.025外形士O.10 士0.050:i:0. 025 剪切面O.z O.3 O.S 最大毛刺高度o. 10 0.05 0.03 挠度o. 15 O. 10 0.05 注:3指冲就件材料厚度,后同.4. .2 冲裁件最小圆角半径见表20表2冲裁件最小圆角半径mm 材料工序线段半角黄铜、纯铜、铝低碳钢A 金钢I=t 落料关90。O.18a 0.2sa O.3sa O.lmm时,步位可lE定位载体时K=1/5o大于15步。4.2. ,. 8 加强导正定位载体,主要应增加导正孔数量,导正孔增加一倍,步距定位精度可提高
5、倍.4.2. 1.9 当载体隔一步有导正销时,K值修正系数C取1.2;当载体隔两步有导正销时,修正系数C取1.40 例:某一载体为单载体,隔一步有导正销导正,步距数为25,每步误差s=士O.005mm(计算时取O.01mm) ,则条料定位的积累误差为:f). = 1. 2KS rn = 1. 2X 1!2X 0.01 X ./25 =0.03mm 4.2.2 在计算展开尺寸时,不能直接按基本尺寸进行计算,必须根据王件标出的公差带方向,结合王件弯曲或拉深处由于材料厚度偏差、上下模之间的间隙等产生的拉长因素来确定模具的最终展开尺寸,对于形状复杂的冲件,展开尺寸应通过制造试验样件试冲后确定。4.2.
6、3 排样的材料利用率应最佳,但送料搭边和冲裁搭边应保证有足够的强度,以避免因强4 HB/Z 246-93 度不足,而使条料不能顺利送进或送不到位置。4.2.4 多工佳级进模的送科搭边比一般冲模搭边大15%左右。4.2.5 压力机的精度和刚皮应符合GB9165的规定。当使用开式压力机时,压力机的压力应超过冲裁压力的70%- 100 %; 当使用闭式压力机时,压力应超过冲裁压力的30%-60%; 高速冲载时,压力应超过冲裁压力的30%。5 一般设计要求长寿精密冲裁模的设计除符合普通冲模的设计要求外,还应符合以下要求.5. 1 提高模架刚性和精度,加厚上、下模座,将卸料板(导向板)、凹、凸模固定板用
7、导向机构连接。5.2 选用的模具材料,其机械性能应优于普通冲模材料。5.3 模具尺寸精度、形位精度应比普通冲模高1r-., 2级。5.4 校寿精密冲载模凸模与卸料极的问隙一般为o.005O. 008mm(双面),卸料板厚度一般不小于Z5mm5.5 忡裁力的中,心与冲床的压力中心(固定模柄中心)要重合。5.6 卸料板的卸料弹簧设置要根据各部位卸料力的大小选用。5.7 卸料板一般采用预加载的结构,以保证凸模和卸料板配合精度。5.8 模具装配精度应高,易损件的互换性和维修性应好。6雄架设计要求长寿精密冲裁模的模架应满足刚性好、精度高的要求,模架在工作状态下,不允许有微量变形和尺寸变化,因此对长寿精密
8、冲裁模模架设计应符合如下要求。6. 1 增加模架的刚性。模鹿的厚度比常规模架模座大,上模座增厚S,._,lOmm、下模座增厚10-15mm,常用模座材料为45钢(调质HRC30-3日、ZG45铸钢、QT40.17球墨铸铁。6.2 模架的类型可根据不同的使用要求按表6选取。6.3 模架设计精度应符合HB893的规定,其中滑动导向模架为I级(精密级。6.4 滚珠导向精度高于滑动导向,但由于滚珠在导柱、导套中间为点接触,故扰偏心裁荷能力差,可增加小号柱滑动导向机构以保护卸料扳与四模的相对位置。5 HB/Z 246-93 表6模架选择类型间隙导向模架冲裁件步数(双面)刃部材料模具类别型式类型精度(mm
9、) 后侧导粗糙级柱模架合金钢简单的复合模、滑中间导中级17 O.03 高速钢落料、冲孔模等动柱模架导对角导中级向柱模架四导柱模架后侧导柱模架精密级合金钢复杂的复合模、滚中间导10 主0.01高速钢落料、冲孔模等动柱模架硬质合金导对角导向柱模架四导柱模架一一一一6.5 精密模具装有模柄时,为消除模柄对模架垂直度的影响,应考虑用压板将上模座压在滑块下面。6.6 浮动模柄适用于单工序,对多工序冲裁模不宜采用浮动模柄。7 主要零件的设计结构及要求7. 1 凹模设计结构凹模常用结构有整体凹模、拼块凹模和镶块凹模7. 1. 1 整体凹模一般为板状。要求凹模有足够的厚度,厚度比普通冲模大10%15%o7.
10、1. 2 镶块凹模结构是将凹模分割成几块单凹模,再将单凹模压入凹模座内,压入时应过盈,过盈量见表7。该结构对凹模座孔距和形状精度要求较高,步距精度为O.005._. O. 008mm,适用于中小型的冲裁件及多孔冲裁件。表7凹模块与凹模座过盈量自1m凹模直径或叫运601 6川00I 10川60160 过盈量I O. 0050. 008 I O. 006O. 010 I 0.008-0.012 0.01 6 HB/Z 246一937. 1. 3 平面式拼块凹模是将凹模分割成几块单凹模,再接冲件要求将单凹模组合在凹模座上,用圆柱销、螺钉固定,适用于大中型或多孔冲模。7. 1. 4 凹模厚度的最终确定
11、需加上凹模刃口修磨量,一般加厚35mm,刃口有效高度为8-10mm。7. ,. 5 从凹模外缘到螺矶的尺寸、螺死到凹模型孔、圆柱销孔到螺孔的最小允许尺寸均按普通冲模设计要求。7. .6 凹模刃口拼块设计原则可按普通凹模的设计原则。7. 1. 7 凹模刃口型式有6种(见表8),刃口主要参数见表90序号凹模刃口型式1 区国2 3 4 表8凹模刃口形式与特点特点制造方便,刃口强度高,重磨后刃口基本不变,但是因凹模洞口内易聚集废料或制件,增加凹模壁的胀力和磨损。适用范围适用于精密冲裁模。凹模刃口锋利,刃口,! 适用于精度较高侧压力小,磨损少,但刃口!|的冲件及长寿精密冲强度较低,重磨后刃口尺|模、级进
12、模。寸略有增大。.7 序号凹模刃口型式5 6 材料厚度mm 0.5. 1. 0 I. 0. 2. 0 2. 0.4.0 HB/Z 246- 93 续表8特点凹模刃口锋利,刃口侧压力小,磨损少,但刃口强度较低,重靡后刃口尺寸略有增大。表9刃口主要参数表 。10 . 15 2。15 ., 20 2。20 -J 30 2。毡, 1。30 适用范围适用于精度较高的冲件及长寿精密冲模、级进模。h mm 3-5 5-8 68 712 7. .8 凹模上、下平面、工作刃口及拼合的配合面的表面粗糙度为RaO.4,当用快速走丝数控线切割机床加工刃口时,允许工作刃口为RaO.8. 1. 60 7.1.9 为提高精
13、度和简化尺寸标注,图纸上应明确加工基准,尺寸应从基准开始标注.凹模工作部分尺寸计算按普通冲模要求计算。7. ,. 10 凹模选用的材料与热处理要求见表1007. ,. 11 模具的冲裁间隙应按如下要求合理选取。冲裁间隙见表11。a.根据材质状况,材质硬取上限值,材质软取下限值F8 UB/ Z 246-93 b.根据冲件的几何形状,复杂形状取上限值,简单形状取下限值sC.根据冲件的精度要求,高精度取上限值,低精度取下限值s表10凹模材料与热处理要求序选用材料号冲件情况牌号标准号冲裁件 65 6164 66-69 58.-.-62 45-50 4045 f.根据表9中冲裁凹模刃口形式,序号,2、3
14、取表11中上限值,序号4.5.6取表11中下限值.表11冲裁间踉(双丽)间隙且?L三三多工位级进模单工位二或二工位复合模低碳钢O.缸,10F,10,20(8-.12) % (12- 16) %a -中碳钢45,不锈钢lCrl8Ni9Ti,4Crl3(1014) %a (14-18) %a 高碳钢T8A-T12A ,65Mn (12.18) % 08-24) % 纯铝L2,L3,L4, L5 铝合金软态),黄铜(软态(4.8) % (8-12)% 紫铜(软态)9 HB/z 246-93 续表11|可隙间隙比值分类单工位(二或二二飞飞二二飞二-多工位级进模工位复合模材料牌号-、-_.,_ _.-
15、黄钢(硬态),铅黄铜,(6.10) % (lo-14)%a 紫铜(硬态)铝合金(硬态).锡磷青铜(812) % (12.16) %a 铝青铜,青铜硅钢片(8-14) % (10-16) % 7.2 卸料板(导向板)设计结构卸料极是长寿精密冲模的主要部件,一般采用弹压卸料极。7.2.1 弹压卸料板的导向结构有三种形式Ea.卸料板利用模架上导柱进行导向,在卸料板上也装有导套(见图1)。这种结构适用于长寿精密单工位冲载模.b.在上述卸料板结构的基础上,在卸料板上根据各部位冲裁要求增加若干小导柱与凹模导向(见图2),这种结构适用于民寿精密多工位冲裁模。C.除模架导向外,卸料板与凹模用小导柱导向见图3)
16、。这种结构适用于一般精密冲裁模。图1图2图37.2.2 弹压卸料板拼合结构有三种形式:整体卸料板、镶块卸料板和拼块卸料板。拼块结构要求与凹模拼合结构要求相同。7.2.3 长寿精密弹压卸料板要求za.弹压卸料板型孔与凸模配合间隙为O.005-0. 008mm(双面)。b.弹压卸料板要求有足够的钢性与强度,在冲压过程中和卸料过程中不允许有微量变形,一般卸料板厚度不小于25mm.热处理要求见表12。C.弹压卸料砸在多工位级进模中,备工位步距精度与凹模步距保持一敛。10 HB/z 246-93 表12卸料板材料与热处理要求选用材料热处理名称卜-牌号标准号HRC -一-一.、一一一整体卸料板Cr12Mo
17、V GB 1299 5862 卸料板拼块拼合卸料板座Cr12, T10A GB 1298 50-55 45 GB 699 4045 7.3 凸模设计设计长寿精密冲裁模的凸模时,为提高小凸模性能,在设计时应考虑以下要求。7.3. 1 强化凸模强度和弯曲强度,按图4采用加大凸模固定部分直径、缩短刃口部高度方法,刃口部与固定部必须圆滑过渡。图4中a用于较小凸模、b用于较大凸模。计算公式如下=a b 图4d1 =d十(2,_,3) mm . . . . . . . (2) D=dl十(1.5 ,._, 2) .mm . . (3) D1=D十(2-. 3) mm . . (4) 在d为+0.S-+lm
18、m时,l = (5 -., 6)d . . . . (5) 当d65 8运3mm,特大批量DT40 61 -64 DT50 65-67 7.3.9 凸模工作刃口表面粗糙度为RaO.4,用快速走丝数控线切割机床加工时,工作表面粗糙度允许为RaO.8 1. 6。7.4 弹压卸料螺钉结构形式7.4. 1 结构形式见表15表15弹压卸料螺钉结构序号简图上模座1 说明当凸模修磨刃口后,可增厚调节垫圈,适用于单工序,冲裁精度要求不高的模具。15 序号简图2 3 4 16 HB/Z 246 93 续表15上模座上模盛说明采用限位套定位能保证卸料平行度在士O.OZmm范围内,适用于单工序、凸模与卸料板有配合要
19、求时。此结构装配方便、卸料扳平行度在土O.02mm范围内,卸料板弹压力由螺塞调节,适用多工序、凸模与卸料板有配合要求时。卸料板平行度在士O.OZmm范围内,适用于中型、精度高的冲模及多工位级进模。序号简图垫圄螺钉阶形螺钉5 螺塞6 HB/Z 246-93 续表15说明由螺钉、垫圈和弹簧组装在卸料板上,使弹簧产生预载力。这种结构装配方便,适用于中型、一般精密冲模。用限位压极压紧卸料板,调整垫片在刃磨凸模后,同时磨削,该结构冲压时稳定,卸料板平行度土O.02mm。7.4.2 弹压装置均采用矩形截面回柱螺旋压缩弹簧,按HB4575选用。7. 4. 3 在同-副模具中采用的限位柱,限位压板,其高度应保
20、持一致,误差不大于土O.005mm。7.5 条料定位结构根据冲载件的材料厚度、形状、精度相所使用条料的不同,以及送料方式和模具结构不同,可采用7.5.17. 5. 2的定位装置。7.5. 1 采用普通条料定位结构采用定距侧刃、挡料销或凸模上装导正销等定位装置,其结构与普通冲模设计结构相同e7.5.2 采用凸模式导正销采用凸模式导正铺,是在冲裁过程中利用条料上的工艺导正孔进行导向定位,适用于精密、复杂、高速冲模。7.5.3 凸模式导正销结构形式7 HB/Z 246-93 凸模导正销结构形式见图10螺塞弹簧a b C d 因7凸模式导正销的结构形式图中a是固定式导lE销,它与凸模固定板按H7/m6
21、固定。导正销的固定直径与工作直径可以相同,为增加固定部分强度,可做成台阶式。图中b是导正销带有卸料圈,它用于薄料的中型冲裁件,在导正销未伸入导正孔前,先由卸料圈把条料压住,再由导正销进行导正。它能防止导正销与导正孔困间隙小,把材料带到导正销上。在卸料板有足够的位置时,应采用这种结构。图中c是浮动导正销。它与凸模固定板为H7/n6配合。当条料误进时,导正销不会折断。但条料定位精度略差,适用于较厚条料导正定位。圈中d与a的作用相同,但拆装与刃磨方便。为了保证导正销在凸模刃口重磨后,凸出长度正确。可在导正销凸缘下加垫圄调整。7.5.4 导正销头部形状导正销头部形状可分为两类=一类为R形,另一类为锥形
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