沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)第8章特種沖壓模具

1、第8章 特種沖壓模具第7章介紹了常規(guī)結(jié)構(gòu)的一些沖模。在實(shí)際生產(chǎn)中還會(huì)用到其他種類的沖模特種沖模，如低熔點(diǎn)合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、組合沖模、鋼帶沖模、夾板沖模、電磁沖模，等等。這些沖模大多數(shù)是為了適應(yīng)新產(chǎn)品試制或多品種、小批量生產(chǎn)的要求而發(fā)展起來的。本章將介紹低熔點(diǎn)合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模。8.1 低熔點(diǎn)合金沖模低熔點(diǎn)合金沖模是用熔點(diǎn)低的合金材料制造沖模某些工作零件的一類模具，其制造工作大部分由鑄造完成，制造周期短，制造設(shè)備要求不高，制模的合金材料可以反復(fù)使用，耗損極少。在20世紀(jì)80年代，許多生產(chǎn)汽車覆蓋件等大尺寸沖壓件的廠家，就廣泛采用了這一技術(shù)。8.1.1 低熔點(diǎn)合金

2、的特性低熔點(diǎn)合金有多種，如鉍基合金、錫基合金、鋁基合金、鋅基合金等。這些合金熔點(diǎn)低，鑄模流動(dòng)性好，不與鋼材粘接，脹縮率小，冷凝后有一定的強(qiáng)度。特別是鉍基合金，其熔點(diǎn)為138，鑄造時(shí)合金能有效充滿型腔而不容易產(chǎn)生缺陷，冷凝后體積變化很小，且鑄件平整光滑。因此一些大型的薄板拉深模使用較多。但鉍為稀有金屬，價(jià)格較貴?，F(xiàn)在一般常用的為鋅基合金。鋅基合金力學(xué)性能相當(dāng)于低碳鋼，熔點(diǎn)為380，澆鑄溫度為420450，凝固收縮率為1.0%1.2%，抗拉強(qiáng)度為220260mpa，抗壓強(qiáng)度為500550mpa，硬度為120130hbs，具有良好的切削加工性。低熔點(diǎn)合金可以用來制作沖裁、彎曲、拉深、翻邊等模具。8.

3、1.2 低熔點(diǎn)合金拉深模低熔點(diǎn)合金的硬度較低，用作拉深模不易擦傷制件表面。圖8.1所示為一種較典型的低熔點(diǎn)合金拉深模。圖中所示是合金凝固后尚未將凸模和凹模分開的狀態(tài)。該澆鑄工藝在壓力機(jī)外進(jìn)行。制造時(shí)，先在模具中放入按制件實(shí)樣為依據(jù)制造的樣件3(上有小孔，以供合金流過)，再放入凸模板8。然后將已熔化的低熔點(diǎn)合金由澆口13澆入模內(nèi)。凝固后，以樣件為分界，留在容框5內(nèi)的即為凹模2，樣件以上與凸模板8固定在一起的即為凸模12。設(shè)置螺釘4是為了增強(qiáng)凸模板與低熔點(diǎn)合金凸模的連接牢固程度。在凸模和凹模分開后，取出樣件，修光型腔，即可使用。由于樣件與制件形狀尺寸厚度均相同，因此沖壓時(shí)即能壓出合乎要求的制件。對(duì)

4、于拉深模也可以將壓邊圈同時(shí)鑄出。樣件可以重復(fù)使用，也可以將沖壓出的制件經(jīng)簡(jiǎn)單加工作為新的樣件。圖8.1 低熔點(diǎn)合金拉深模1底座；2低熔點(diǎn)合金凹模；3樣件；4螺釘；5容框；6導(dǎo)柱固定座；7導(dǎo)柱；8凸模板；9壓邊圈；10壓邊圈座；11排氣管；12低熔點(diǎn)合金凸模；13澆口低熔點(diǎn)合金鑄模的壽命較低，壓制的材料不宜太厚(一般t1.5mm)。當(dāng)生產(chǎn)批量較大、制件又是平面凸緣時(shí)，可在凹?？诓吭O(shè)置普通鋼制模板，制件材料較薄時(shí)，模板厚度選515mm，制件材料較厚時(shí)，模板厚度選2535mm。模板只需加工上表面，內(nèi)型尺寸與形狀與普通鋼模一樣(圖8.2)。還可以采用局部鑲嵌的方法，在易磨損部位鑲嵌鋼件(圖8.3)。圖

5、8.2 凹模板的固定方式1容框；2密封橡膠墊；3凹模板；4低熔點(diǎn)合金圖8.3 帶加強(qiáng)鑲嵌件的低熔點(diǎn)合金模具1鋼制鑲嵌件；2低熔點(diǎn)合金模塊8.1.3 鋅基合金沖裁模的設(shè)計(jì)(1)設(shè)計(jì)原則根據(jù)鋅基合金沖裁模的工作特性，為使毛刺留在廢料上，以提高沖裁件的精度，在設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模采用鋅基合金材料，而凸模用鋼質(zhì)材料制造；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸模采用鋅基合金材料，凹模則用鋼質(zhì)材料制造；落料沖孔復(fù)合模的凸模和凹模采用鋅基合金材料，而凸凹模用鋼質(zhì)材料制造。當(dāng)沖裁件斷面質(zhì)量要求不高、生產(chǎn)批量又不大時(shí)，為模具制造方便，不分落料沖孔，凸模一律用鋼質(zhì)材料，凹模用鋅基合金材料。(2)凸、凹模刃口尺寸計(jì)算對(duì)于落料工序：設(shè)落料件

6、尺寸為，鋼制凸模刃口尺寸為dp(dx)對(duì)于沖孔工序：設(shè)沖孔件尺寸為d，鋼制凹模刃口尺寸為dd(dx)式中：d，落料件的公稱尺寸及公差(mm)；dp，凸模刃口的尺寸及制造公差(mm)；按it6級(jí)精度；dd，凹模刃口的尺寸及制造公差(mm)；按it7級(jí)精度；x系數(shù)，與沖裁件的形狀和精度有關(guān)，it12it13以上精度為3/4；it14以下精度為1/2。(3)鋅基合金凸、凹模設(shè)計(jì)采用鋅基合金材料制作凸、凹模，需要考慮模具強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)2個(gè)問題。由于鋅基合金材料的抗壓強(qiáng)度只有600800mpa，所以用鋅基合金材料作凸模時(shí)，所能沖裁的板料厚度和最小孔徑是有限的，即作用在凸模上的壓應(yīng)力必須小于鋅基合金材料的

7、抗壓強(qiáng)度fmax/a式中：fmax凸模在沖裁過程中所受的最大作用力(n)；a 凸模橫截面面積(mm2)；鋅基合金材料的許用壓應(yīng)力(mpa)。鋅基合金凸模結(jié)構(gòu)形式多采用組合式、鑲拼式(如圖8.4所示)，以減少凸模的長(zhǎng)度。圖8.4 鋅基合金凸模結(jié)構(gòu)形式1鋼制凸模固定部分；2鋅基合金凸模工作部分鋅基合金凹模必須有足夠的厚度和壁厚才能保證凹模強(qiáng)度。對(duì)于中、小型沖裁件，凹模的厚度h和壁厚b，按下式計(jì)算h30mm17.5t，b40mm10t式中：t板料厚度(mm)。鋅基合金凹模的結(jié)構(gòu)形式有(圖8.5)：整體式，多用于中小件生產(chǎn)；鑲拼式，主要用于大型修邊?；蚵淞夏?，鑲塊可平鑲在模板上或通過鑲塊支架立鑲在模板

8、上，前者用于薄板沖裁，后者用于較厚板沖裁；組合式，即在模具工作條件苛刻的部位采用鋼塊。凹模刃口均采用直壁結(jié)構(gòu)，直壁高度h直接影響沖裁件的平直度、毛刺大小和質(zhì)量。直壁高度h太小，無法保證修模后的尺寸，影響沖裁件的尺寸精度和模具使用壽命；h太大，沖裁時(shí)凹模腔內(nèi)存件太多，會(huì)造成凹模脹裂。凹模刃口直壁高度可參照表8.1選用。圖8.5 鋅基合金沖裁凹模結(jié)構(gòu)形式1底座；2鋅基合金凹模(鑲塊)表8.1 凹模刃口直壁高度h mm板料厚度t1234直壁高度h58812121515208.1.4 鋅基合金沖裁模的結(jié)構(gòu)與制模方法鋅基合金沖裁模的結(jié)構(gòu)形式與普通鋼制模具基本相同。鋅基合金可以制作簡(jiǎn)單模，也能夠制作復(fù)合模

9、和級(jí)進(jìn)模。生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)沖裁件的精度和批量要求，正確選擇模具結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于圖8.6所示倒裝鋅基合金沖裁模，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意頂件器與凹模之間必須留有足夠的間隙(通常取單邊間隙0.5mm)，以避免頂件器與凹模直壁之間的摩擦。圖8.6 鋅基合金沖裁模的結(jié)構(gòu)圖1上模座；2鋅基合金凹模；3、12螺釘；4頂件器；5、13卸料螺釘；6、9彈簧；7導(dǎo)柱、導(dǎo)套；8卸料板；10下模座；11凸模鋅基合金沖裁模的制模方法有鑄造法、擠切法和鑲拼法。其中，鑲拼法主要用于汽車覆蓋件一類的大型切邊模、剖切模等，每個(gè)鑲拼模塊的厚度不應(yīng)小于6070mm，寬度不應(yīng)小于80100mm，定位銷釘孔不小于16mm，螺釘孔與銷釘孔應(yīng)交錯(cuò)排列。

10、制模前，鋼制凸模根據(jù)圖樣要求已加工完成，并經(jīng)檢驗(yàn)符合設(shè)計(jì)要求，刃口保持鋒利，硬度40hrc以上。鋅基合金制模的最常用方法為鑄造法。下面先以落料模為例作一簡(jiǎn)單介紹。首先用模具鋼制造凸模，然后用鑄造法制造鋅基合金凹模，鑄造方法如圖8.7所示。在下模座漏料孔中填滿干砂6，放上漏料孔型芯5(砂芯)，在下模座上安放容框4，并在下角四周填上干砂7。然后將安裝有凸模2(凸模預(yù)熱至150200)的上模與下模裝合起來，并使凸模工作端面與型芯5上表面接觸。將熔化(450左右)的鋅基合金澆注于容框4內(nèi)，并輕微攪動(dòng)，直到預(yù)定高度為止。待鋅基合金冷卻凝固后拔出凸模，銑削鋅基合金凹模上平面，再加工螺釘孔、銷釘孔，將凹模安

11、裝到原先位置，并裝上卸料板，即可投入使用。圖8.7 鋅基合金落料模的鑄造方法1上模座；2鋼質(zhì)凸模；3鋅基合金凹模；4容框；5型芯；6、7干砂對(duì)于中小型沖裁件，凸模的預(yù)熱可安裝在模架上進(jìn)行。對(duì)尺寸較大的凸模，采用模架外預(yù)熱，在平板上澆注，然后與鋅基合金凹模一起裝入模架。鋅基合金凝固時(shí)約有1%的收縮率，完全冷卻后拔出凸模比較困難。因此可以在150200時(shí)拔出凸模，再對(duì)鋅基合金凹模急冷(可以提高其力學(xué)性能)。用鑄造法制造的沖裁模，凸、凹模的起始間隙近似為零。隨著沖裁次數(shù)的增加，鋅基合金模的刃口側(cè)壁產(chǎn)生磨損，同時(shí)在沖壓力的作用下沿徑向還有微小變形，使凸、凹模的間隙增大，逐步達(dá)到理想的間隙，這時(shí)沖裁件質(zhì)

12、量最好，模具磨損也較緩慢。這種情況形成的凸、凹模間隙也稱為動(dòng)態(tài)平衡間隙。隨著沖裁次數(shù)的進(jìn)一步增加，鋅基合金模具刃口的塌角會(huì)不斷增大，塌角部分的合金便會(huì)自動(dòng)補(bǔ)償刃口側(cè)壁的磨損，使之維持正常間隙，有利于模具正常工作。鋅基合金沖裁模能否繼續(xù)使用，不是以刃口是否變鈍來判斷，而主要是以刃口端面出現(xiàn)的塌角是否影響沖裁件的質(zhì)量來決定。用鋅基合金模落料時(shí)，要求搭邊值比鋼模沖裁大，以保護(hù)凹?？卓诓皇芾瓟D和碰傷。落料時(shí)，要求鋼制凸模保持鋒利，凸模進(jìn)入凹模的深度，要比板料厚度大24mm，才能促使自動(dòng)補(bǔ)償磨損，獲得動(dòng)態(tài)平衡間隙。否則將影響制件的質(zhì)量。用鑄造法還可以方便地制造鋅基合金各種模具的凸模、凹模、卸料板、壓邊圈

13、等。鑄造方法有砂型制模法、樣件制模法、石膏型制模法、金屬型制模法和復(fù)合材料制模法等。圖8.8為砂型制模工藝流程示意圖。圖8.8(a)所示為鋅基合金凸模制模過程：先按凸模零件圖并考慮收縮率制作凸模模型；然后用凸模模型造砂型；澆注熔化的鋅基合金；冷卻清理后便得到鋅基合金凸模。圖8.8(b)為鋅基合金凹模制模過程：先在凸模模型上粘貼為配制凸-凹模間隙的小塊板料，并用耐火泥補(bǔ)平，烘干后拋光；然后用已配制好間隙的模型制作石膏過渡型；再用石膏過渡型造砂型；澆鑄成鋅基合金凹模。圖8.8 砂型制模工藝過程(a) 凸模制模過程；(b) 凹模制模過程用鑄造獲得的鋅基合金凸模、凹模，最后還需要手工修整以確保凸凹模間

14、隙均勻。以上澆注方法為敞開式澆注，對(duì)于幾何形狀較復(fù)雜的模具零件可采用合箱閉式澆注，可以更好地控制收縮變形，減少鑄造缺陷。8.2 聚氨酯橡膠沖模8.2.1 聚氨酯橡膠性能及應(yīng)用聚氨酯橡膠是一種人工合成的高分子彈性體。它比一般的橡膠硬度高，強(qiáng)度好，彈性大，耐磨，耐油，耐老化。特別是抗撕裂性能很好，可以很容易地進(jìn)行各種機(jī)械加工和澆鑄成形。由于原料的配比不同，聚氨酯的硬度變化范圍比較大。常見的國產(chǎn)聚氨酯橡膠牌號(hào)有8260、8270、8280、8290、8295等，對(duì)應(yīng)的邵氏硬度(a)分別為67、75、85、90、93。其中8290、8295主要用于沖裁模。8260、8270、8280主要用于彎曲、拉深

15、、脹形等其他模具。用聚氨酯橡膠作為模具工作零件(如凸模、凹模)的模具稱為聚氨酯橡膠沖模。這類模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，生產(chǎn)周期短，制模成本低。常用于薄材料制件的小批量生產(chǎn)及新產(chǎn)品試制。較適合聚氨酯橡膠沖模沖壓成形的板材厚度見表8.2。表8.2 聚氨酯橡膠沖壓加工的板料厚度 mm材 料落料、沖孔彎 曲成 形拉 深結(jié)構(gòu)鋼1.01.52.03.01.01.51.52.0合金鋼0.51.01.52.00.51.0銅及其合金1.02.03.04.02.53.02.53.0鋁及其合金2.02.53.54.03.03.52.53.0鈦合金0.81.01.01.50.51.0非金屬材料1.52.08.2.2 聚

16、氨酯橡膠沖模的設(shè)計(jì)用聚氨酯橡膠模沖裁，落料時(shí)用聚氨酯作為凹模，凸模用鋼質(zhì)材料。沖孔時(shí)用聚氨酯作為凸模，凹模用鋼質(zhì)材料。(1)聚氨酯橡膠模的沖裁變形過程如圖8.9所示，聚氨酯橡膠沖裁模的沖裁變形過程與一般鋼模不同。壓力機(jī)滑塊下行時(shí)，裝在容框內(nèi)的聚氨酯橡膠產(chǎn)生彈性變形，以較高的壓力迫使被沖板料沿鋼質(zhì)凸模刃口發(fā)生彎曲、拉伸等復(fù)雜變形，最后在壓力的作用下板料斷裂分離。在沖裁過程中，由于橡膠始終把板料壓在鋼模上，故制件平整。此外，因?yàn)橄鹉z緊貼著鋼模刃口流動(dòng)，成為無間隙沖裁，所以沖裁件基本無毛刺。利用這個(gè)特點(diǎn)，可以解決沖裁薄板時(shí)，間隙太小、制模困難的問題。圖8.9 聚氨酯橡膠沖裁過程1容框；2卸料板；3凸

17、模；4聚氨酯橡膠根據(jù)聚氨酯橡膠沖裁特點(diǎn)，沖裁搭邊值應(yīng)比鋼模沖裁時(shí)大。沖孔孔徑不能太小，否則所需橡膠的單位面積壓力太大，沖裁很困難。(2)鋼質(zhì)凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算聚氨酯沖裁凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算與鋼模沖裁略有不同。其落料件外形尺寸決定于鋼質(zhì)凸模刃口尺寸，沖孔孔徑?jīng)Q定于鋼質(zhì)凹模刃口尺寸。沖裁后落料件外形尺寸比鋼質(zhì)凸模稍大，而沖孔比相應(yīng)的鋼質(zhì)凹模直徑稍小。設(shè)計(jì)時(shí)可按下式計(jì)算：落料 dt(dmaxx)沖孔 da(dminx)式中：dt鋼質(zhì)凸模刃口尺寸；da鋼質(zhì)凹模刃口尺寸；沖裁件公差；t鋼質(zhì)凸模公差；a鋼質(zhì)凹模公差；x 系數(shù)，一般取0.50.7。(3)聚氨酯橡膠沖模的基本結(jié)構(gòu)圖8.10所示為聚氨酯橡

18、膠沖孔落料復(fù)合模，凸凹模的材料為模具鋼，橡膠墊2作為落料凹模與沖孔凸模。卸料和推料都采用了彈性結(jié)構(gòu)。容框采用了組合結(jié)構(gòu)，使模具具有一定的通用性。當(dāng)制件尺寸改變時(shí)，只需更換容框和其他工作零件。圖8.10 聚氨酯橡膠沖孔落料復(fù)合模1壓料板；2橡膠模墊；3容框；4凸凹模；5頂桿圖8.11所示為聚氨酯橡膠彎曲模，上模5為鋼制件，件4為聚氨酯橡膠墊，在底部設(shè)置了2件成形棒1，有利于橡膠轉(zhuǎn)移成形，使其產(chǎn)生比較均勻的壓力，并可以減小成形力。彎曲時(shí)，上模行程增加，橡膠墊對(duì)板料的單位壓力也增大。當(dāng)單位壓力達(dá)到一定數(shù)值后，板料成形部位產(chǎn)生塑性變形，這種塑性變形有利于減小回彈，具有校正作用。在彎曲過程中，坯料一直處

19、于橡膠墊與上模的壓緊狀態(tài)，不易移動(dòng)，定位精度好。因此采用聚氨酯橡膠彎曲模比一般的鋼質(zhì)彎曲模彎曲件的回彈小，制件精度和表面質(zhì)量都較高。圖8.11 聚氨酯橡膠彎曲模1成形棒；2容框；3定位板；4橡膠模墊；5彎曲凸模；6制件聚氨酯橡膠彎曲模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。圖8.12所示為聚氨酯橡膠脹形模，成形制件為三通件。一般這類制件需經(jīng)落料、成形、彎曲、整形、焊接、修磨等數(shù)道工序完成。材料利用率低，制造成本高。脹形則選用管件作坯料，加工時(shí)先將橡膠芯棒15放入管內(nèi)，再共同放入活動(dòng)凹模4的模腔內(nèi)，利用上凸模2對(duì)橡膠加壓。在加壓過程中活動(dòng)凹模下行，下凸模8壓縮橡膠，這樣在上、下凸模雙重作用下，橡膠使坯料成形?；爻虝r(shí)頂

20、桿11將活動(dòng)凹模頂出凹模座6，制件隨活動(dòng)凹模一道取出，分離凹模，取出制件及橡膠芯棒。圖8.12 聚氨酯橡膠脹形模1上模座；2上凸模；3橡膠上墊片；4活動(dòng)凹模；5墊塊；6活動(dòng)凹模座；7橡膠下墊片；8下凸模；9彈簧；10下模座；11頂桿；12定位調(diào)節(jié)座；13定位調(diào)節(jié)圈；14制件；15橡膠芯棒圖8.13所示為聚氨酯橡膠拉深模。圖8.13(a)中凹模4為鋼質(zhì)件，橡膠墊2起凸模作用，并與凹模端面對(duì)坯料的法蘭部分施壓，起壓邊作用，防止起皺；圖8.13(b)中凸模6為鋼質(zhì)件，橡膠墊2起凹模作用。注意鋼質(zhì)凹模一般都帶底部，所以需在底部開設(shè)1mm3mm的排氣孔。圖8.13 聚氨酯橡膠拉深模1容框；2橡膠模墊；3

21、毛坯；4鋼質(zhì)凹模；5制件；6凸模(4)容框、頂桿、壓料板及橡膠墊的設(shè)計(jì)容框在聚氨酯橡膠模具中是一個(gè)很重要的零件，模具的工作過程中，它要承受較大的張力，因此必須要有足夠的強(qiáng)度與剛度。當(dāng)單位壓力不大時(shí)可采用45鋼、40cr鋼制造，熱處理硬度為4045hrc；若單位壓力很大，則可采用高強(qiáng)度鋼，如30crmnsi等，熱處理硬度為4045hrc。容框可以單獨(dú)制作，固定在模座上，也可以與模座做成整體。用于沖裁模的容框，其內(nèi)形與沖裁件相似，當(dāng)板料厚度為0.05mm左右時(shí)，單邊間隙取0.5mm；板料厚度為0.10.2mm時(shí)，單邊間隙取1.01.5mm。單邊間隙在可能的條件下取較小值，這樣可以減小沖裁搭邊，提高

22、材料利用率。但是，間隙太小，橡膠流入容框與凸模之間太少，不足以對(duì)板料產(chǎn)生足夠的剪切力，制件不易與廢料分離；間隙太大(2mm)，橡膠在壓力作用下會(huì)沿著凸模刃口向外流出，此時(shí)凸模刃口切入橡膠墊邊緣，造成撕裂，形成“脫圈”現(xiàn)象。容框可制成錐形如圖8.14所示，以利于聚氨酯橡膠墊的換裝。如果模墊表面磨損，可將磨損的表面切除，更換墊板調(diào)整高度后繼續(xù)使用。圖8.14 錐形模墊容框1模座；2容框；3橡膠模墊；4墊板聚氨酯橡膠墊的高度取1215mm為宜。使用壓料板與頂桿，可使聚氨酯橡膠墊在沖裁過程中處于全封閉狀態(tài)，能有效地控制橡膠的變形程度和提高刃口處的剪切力，有利于提高模具的使用壽命和沖裁件的質(zhì)量。常用壓料

23、板和頂桿有2種安裝形式如圖8.15所示，其中活動(dòng)式壓料板和頂桿如圖8.15(b)所示)在正常情況下伸出模具工作零件端面約0.51.5mm，起壓料和卸料的作用。圖8.15 壓料板與頂桿的安裝形式壓料用聚氨酯橡膠的邵氏硬度為7080a，預(yù)壓量為5%15%；頂件用聚氨酯橡膠的邵氏硬度為80a。壓料板與頂桿的結(jié)構(gòu)形式如圖8.16所示，幾何參數(shù)如表8.3所列。表8.3 壓料板與頂桿的幾何參數(shù)板料厚度t/mmh/mm/r/mm0.10.40.645550.50.10.30.61.055650.50.30.51.265750.5圖8.16 壓料板與頂桿的結(jié)構(gòu)形式與幾何參數(shù)(1型適于d5mm；2型適于5mmd

24、2.5mm；3型適于d2.5mm)8.3 薄 板 沖 模沖裁模凹模真正的工作部位僅僅是刃口部分，其余部分只是起支承作用，在正常使用情況下，凹模的失效形式為刃口部分磨損(參見圖2.17)。磨損量在一定范圍內(nèi)，通過刃磨可以修復(fù)，每次刃磨量一般在0.20.4mm之間。薄板沖(裁)模即是將一片或數(shù)片硬度較高的薄鋼板采用鑲嵌形式固定于普通材料制造的基體模上，組成組合凹模，薄鋼板的型孔即為凹模的工作刃口。刃口磨損后只需更換薄鋼板，或拿掉一塊薄鋼板，模具又可正常使用。薄鋼板的型孔可以采用沖壓的方法或線切割的方法成批制造。薄鋼板的硬度一般為4045hrc，金相組織形態(tài)為貝氏體，故這種模具也稱貝氏體鋼板模。它與

25、常規(guī)沖裁模相比具有以下特點(diǎn)。(1)薄板凹模的厚度一般為0.50.8mm，約為常規(guī)沖裁凹模厚度的1/301/40，因而節(jié)約了模具鋼。(2)薄板沖模多采用通用的彈簧模架，只需更換少數(shù)專用零件(如凸模、薄板凹模、導(dǎo)板和墊板等)即可沖裁相應(yīng)的制件。而且只需制造出凸模，便可用沖壓的方法制造出薄板凹模、導(dǎo)板和墊板等零件，使模具制造工藝大為簡(jiǎn)便，縮短了制模周期，降低了模具的成本。(3)由于薄板沖模采用了模柄和模架，所以模具的安裝和操作十分簡(jiǎn)便；若采用模柄與帶球面的上模座分離的結(jié)構(gòu)，壓力機(jī)精度不會(huì)影響模具精度。(4)一片薄板凹模的壽命一般可達(dá)幾千件甚至上萬件。當(dāng)生產(chǎn)批量大時(shí)，可以多沖幾塊薄板凹模備用，使薄板沖

26、?？梢詳U(kuò)大到中批量生產(chǎn)中使用。薄板沖模是一種新型的簡(jiǎn)易沖裁模，目前主要用于沖裁厚度為0.13.0mm的各種平板類制件，在新產(chǎn)品試制及小批量多品種沖壓件的生產(chǎn)中，顯示出較好的經(jīng)濟(jì)效果。其缺點(diǎn)是只能沖裁形狀不太復(fù)雜的制件，不能沖裁帶有尖齒的制件。8.3.1 薄板沖模的基本結(jié)構(gòu)薄板沖模的基本結(jié)構(gòu)如圖8.17所示，此結(jié)構(gòu)與常規(guī)沖裁模很相似。除凸模和卸料板外，其余零件大都采用薄板件。薄鋼板的厚度一般在1.5mm以下，實(shí)際使用時(shí)可根據(jù)制件的厚度、采用多層鋼板的結(jié)構(gòu)來滿足要求。相關(guān)零件的材料及熱處理要求見表8.4。圖8.17 薄板沖模1下模座；2基模；3凹模墊板；4凹模薄鋼板(多塊)；5導(dǎo)料板；6卸料板；7

27、凸模；8凸模固定板；9凸模墊板；10上模座；11凸模板表8.4 薄板沖模專用零件的材料及熱處理零 件 名 稱材 料 牌 號(hào)板料厚度t/mm熱處理要求/hrc備 注凸模t10a、9mn2v5862凹模板t10a、65mn0.50.84045導(dǎo)板45鋼16疊合厚度(26)mmt10a0.50.8導(dǎo)料板45鋼11.5疊合厚度(1.21.5)t墊板45鋼11.54045疊合厚度2.2t圖8.18所示為精度較高的單工序落料模，結(jié)構(gòu)中使用了小導(dǎo)柱4。此結(jié)構(gòu)有較好的通用性，在一定范圍內(nèi)對(duì)不同的沖裁件，只需更換工作零件即可使用。通用模架主要由球面承壓塊2、上模座3、導(dǎo)柱14、彈簧13等零件組成。條料在導(dǎo)板5與薄板凹模6之間沿導(dǎo)料板8送進(jìn)。工作時(shí)，壓力機(jī)滑塊首先推動(dòng)上模座下行，與上模座相連的導(dǎo)板、導(dǎo)料板、薄板凹模和墊板9組件便隨之向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)墊板與下模座7上平面接觸時(shí)，墊板及薄板凹模等組件便以下模座為支承而停止不動(dòng)。此后，凸模11隨上模座繼續(xù)下行，使材料在凸、凹模作用下分離，并將沖裁件推入墊板中?；瑝K回程時(shí)，在彈簧12的作用下由導(dǎo)板將條料從凸模上刮下。整個(gè)上模部分在彈簧13的作用下上行復(fù)位。停留在下模座上面的沖裁件由壓縮空氣吹出，或由機(jī)械出件裝置排出。圖8.18 薄板沖模(模柄與上模座分離結(jié)構(gòu))1浮動(dòng)模柄；2球面