第二章沖裁模設(shè)計(新)

§2-2沖裁模典型結(jié)構(gòu)

一、沖裁模的分類按工序性質(zhì)：落料模、沖孔模、切邊模等。按工序組合方式：單工序模、復(fù)合模、級進(jìn)模。按上、下模導(dǎo)向方式：無導(dǎo)向模、導(dǎo)柱模、導(dǎo)板模等。按凸、凹模所用材料：硬質(zhì)合金沖模、鋅基合金沖模、聚氨酯沖模等。二、沖裁模典型結(jié)構(gòu)單工序沖裁模無導(dǎo)向式單工序沖裁模

優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，制造容易；缺點：安裝、調(diào)試、操作麻煩適用場合：精度低、形狀簡單、批量小的試制模具壓力機(jī)一次行程中：只一個工位，完成一道工序

特點：導(dǎo)板起卸料、導(dǎo)正作用，開模時，要求凸模與導(dǎo)板不能脫開；優(yōu)點：模具結(jié)構(gòu)簡單二、沖裁模典型結(jié)構(gòu)導(dǎo)板式單工序沖裁模

缺點：導(dǎo)板與凸模配合精度高，加工困難。適用場合：材料較厚，工件精度要求不太高。

特點：靠導(dǎo)柱、導(dǎo)套起導(dǎo)向作用優(yōu)點：導(dǎo)向精度高，安裝、操作方便；缺點：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜二、沖裁模典型結(jié)構(gòu)導(dǎo)柱式單工序沖裁模適用場合：工件精度要求高、大批量生產(chǎn)。二、沖裁模典型結(jié)構(gòu)連續(xù)沖裁模（又稱級進(jìn)模、跳步模）壓力機(jī)一次行程中：至少2個工位，完成至少2道工序

二、沖裁模典型結(jié)構(gòu)連續(xù)沖裁模優(yōu)點：生產(chǎn)效率高，模具強(qiáng)度高，凸模全部裝在上模，制件和廢料均可實現(xiàn)向下的自然落料，自動化程度高。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較困難，模具成本較高；工序分散，定位多，制件的精度不太高。適用場合：批量大，精度要求不太高的制件復(fù)合沖裁模：壓力機(jī)一次行程中：只1個工位，完成至少2道工序

特點：有一個即作凸模又作凹模的凸凹模零件

二、沖裁模典型結(jié)構(gòu)復(fù)合沖裁模：倒裝式復(fù)合模

：凸凹模裝在下模二、沖裁模典型結(jié)構(gòu)二、沖裁模典型結(jié)構(gòu)復(fù)合沖裁模：正裝式復(fù)合模

：凸凹模裝在上模二、沖裁模典型結(jié)構(gòu)復(fù)合沖裁模優(yōu)點：沖裁件平直，尺寸精度高，形位誤差小；模具結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，生產(chǎn)效率高。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，模具成本較高。適用場合：批量大，精度要求高的制件

總結(jié)：不同結(jié)構(gòu)沖裁模比較比較項目單工序沖裁模連續(xù)沖裁模復(fù)合沖裁模沖裁模的工位數(shù)1≥21一次行程內(nèi)完成的工序數(shù)1≥2≥2模具復(fù)雜程度簡單復(fù)雜最復(fù)雜模具外形尺寸小最大稍大工序順序先落料后沖孔先沖孔后落料同時操作安全性差好差沖壓件精度低中等高沖壓件生產(chǎn)批量中、小大大二、沖裁模典型結(jié)構(gòu)應(yīng)用：沖裁工藝方案的確定（1）生產(chǎn)批量：中小批量，單工序沖裁；大批量，復(fù)合沖裁或級進(jìn)沖裁。（2）工件尺寸公差等級：復(fù)合沖裁精度高，級進(jìn)沖裁稍低。（3）對工件尺寸、形狀的適應(yīng)性：工件尺寸較小，宜用復(fù)合沖裁或級進(jìn)沖裁。中等尺寸，宜用復(fù)合沖裁?？组g距過小，宜采用級進(jìn)沖裁。工件尺寸大，宜用單工序沖裁，不宜用級進(jìn)沖裁。二、沖裁模典型結(jié)構(gòu)§2-5沖裁模零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計定位裝置沖裁模零部件結(jié)構(gòu)工作零件卸料推件裝置合模導(dǎo)向裝置固定連接裝置一.工作零件設(shè)計沖裁模工作零件是指實現(xiàn)沖裁變形、使條料正確分離、保證沖裁件形狀的零件。凸模凹模凸凹模工作零件一.工作零件設(shè)計從結(jié)構(gòu)上分：①整體式②鑲拼式從形狀上分：①圓形②非圓形凸模結(jié)構(gòu)形式1.凸模設(shè)計一.工作零件設(shè)計凸模結(jié)構(gòu)形式圓形凸模結(jié)構(gòu)形式a.特小型凸模：b.小型凸模：適于沖制Ф≤2的工件適于沖制2＜Ф＜5的工件一.工作零件設(shè)計d.大型凸模c.中型凸模：適于沖制5≤Ф＜30的工件適用于沖制較大的工件e.快換凸模一.工作零件設(shè)計非圓形凸模結(jié)構(gòu)形式a.臺階式b.直通式鑲拼式整體式一.工作零件設(shè)計凸模固定方法臺階式固定法

一.工作零件設(shè)計螺釘及銷釘固定法

鉚接式固定法

一.工作零件設(shè)計澆注粘接式固定法

一.工作零件設(shè)計凸模尺寸計算刃口尺寸計算

凸模長度尺寸計算

a.彈性卸料機(jī)構(gòu)

L=h1+A+h2+t一.工作零件設(shè)計b.剛性卸料機(jī)構(gòu)

L=h1+A+h2+h3A：刃口修模量；凸模進(jìn)入凹模深度；安全值；經(jīng)驗取值10～20一.工作零件設(shè)計凹模結(jié)構(gòu)形式整體式優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度好，制造精度高。缺點：非工作部分也用模具鋼制造，制造成本較高。適用范圍：中小型及尺寸精度要求高的制件。2.凹模設(shè)計一.工作零件設(shè)計組合式優(yōu)點：只有工作部分采用模具鋼制造，制造成本低，維修方便。缺點：結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，制造精度比整體式有所降低。適用范圍：大中型及精度要求不太高的制件。一.工作零件設(shè)計鑲拼式優(yōu)點：加工方便，降低復(fù)雜模具加工難度，易損部分易更換，維修費用低。缺點：精度低，裝配要求高。適用范圍：窄壁制件，形狀復(fù)雜、大型制件。一.工作零件設(shè)計凹模刃口形式

直筒式

優(yōu)點：加工方便；刃口強(qiáng)度高；刃口有修磨量，質(zhì)量穩(wěn)定。缺點：沖落制件或廢料不易排除，其聚集易引起凹模脹裂適用范圍：適用于沖裁形狀復(fù)雜或精度要求高的制件。

一.工作零件設(shè)計

錐形優(yōu)點：沖落工件或廢料易于排出，凸模對凹模孔壁磨擦及壓力小適用范圍：適用于形狀簡單、精度要求不高的薄壁或非金屬材料的制件。缺點：刃口為銳角，強(qiáng)度差，修磨后尺寸增大，沖裁間隙增大一.工作零件設(shè)計凹模固定方法

一.工作零件設(shè)計凹模尺寸計算

凹模厚度

H=Kb（≥15）b——最大孔口尺寸；k——厚度修整系數(shù)，可查下表求得。b料厚t0.5123＞3≤5050～100100～200＞2000.30.20.150.10.350.220.180.120.420.280.20.150.50.350.240.180.60.420.30.22一.工作零件設(shè)計凹模尺寸計算

凹模壁厚

大型：c=（2～3）H≥30小型：c=（1.5～2）H≥30一.工作零件設(shè)計外形參考凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)形參考凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計凸凹模最小壁厚m(1)不積聚廢料：沖裁硬材料：m≥1.5t沖裁軟材料：m≥t積聚廢料時以上數(shù)值加大。3.凸凹模設(shè)計一.工作零件設(shè)計（2）經(jīng)驗數(shù)值以上都不滿足時，不能采用復(fù)合模！二.定位裝置設(shè)計

確定條料或半成品在模具中的位置，以保證沖壓件質(zhì)量和沖壓生產(chǎn)連續(xù)順利進(jìn)行的裝置。

條料定位定位裝置縱向定位：控制條料送料進(jìn)距，如：擋料銷、導(dǎo)正銷、定距側(cè)刃橫向定位：控制條料送進(jìn)方向，如：導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷半成品定位：定位板、定位釘三.卸料與推件、頂件裝置設(shè)計卸去沖裁后緊箍在凸模外面的帶孔部分（制件或條料）卸料裝置卸料裝置剛性卸料裝置

彈性卸料裝置三.卸料與推件、頂件裝置設(shè)計剛性卸料裝置

特點：

優(yōu)點：卸料力大。缺點：沖裁時，板料沒有受到壓料力作用，因此沖裁后的帶孔部分有明顯的翹曲現(xiàn)象。適用場合：

常用于材料較硬、厚度較大、精度要求不太高的工件的沖裁。（當(dāng)t＞3時，一般都采用剛性卸料）彈性卸料裝置

特點：

優(yōu)點：沖裁時彈性卸料板對條料有預(yù)壓作用，因此沖裁后的帶孔部分表面平整，精度較高。缺點：卸料力小。適用場合：

常用于材料較?。╰＜2）、硬度較小、精度要求高的工件的沖裁。三.卸料與推件、頂件裝置設(shè)計推件裝置推件裝置安裝在上模部分，利用壓力機(jī)橫梁或模具內(nèi)彈性元件，通過推桿、推板等，將制件或廢料從凹模型腔內(nèi)推出。三.卸料與推件、頂件裝置設(shè)計剛性推件裝置

利用壓力機(jī)橫梁，通過安裝在模柄內(nèi)的打桿進(jìn)行推件。特點：模具緊湊；推件力大、可靠。三.卸料與推件、頂件裝置設(shè)計彈性推件裝置

利用安裝在模具內(nèi)部的彈性元件完成推出動作。

特點：壓平使沖裁件質(zhì)量較好；但模具較厚；推件力小。

三.卸料與推件、頂件裝置設(shè)計推件裝置材料及熱處理

推桿和推板：45鋼，淬火：43～48HRC。推件裝置設(shè)計注意事項

推桿分布要均勻

推桿長度要一致

三.卸料與推件、頂件裝置設(shè)計頂件裝置頂件裝置安裝在下模，多用于正裝復(fù)合?；蚱矫嬉笃秸穆淞夏?。三.卸料與推件、頂件裝置設(shè)計彈性元件安裝在模具內(nèi)部彈性元件安裝在模具外部

四.固定零件的設(shè)計固定零件模架模柄固定板墊板緊固件

組成

模架上模座下模座導(dǎo)柱導(dǎo)套作用

沖模的基礎(chǔ)、骨架，模具所有零件都直接或間接地安裝在模架上構(gòu)成完整的沖模。四.固定零件的設(shè)計結(jié)構(gòu)形式

模柄作用：

將上模與壓力機(jī)滑塊連接，滑塊運行帶動上模運動進(jìn)行沖裁。a壓入式模柄：用于精度不高的中小型級進(jìn)模、落料模；四.固定零件的設(shè)計b旋入式模柄：用于精度不高、上模座較薄的復(fù)合模和小型模具。注意：設(shè)計防轉(zhuǎn)銷。c凸緣模柄：用于精度不高的中大型沖模；四.固定零件的設(shè)計固定板作用

固定凸模、凹模或凸凹模，之后再和模座相連接。四.固定零件的設(shè)計墊板作用

直接承受和擴(kuò)散凸模或凸凹模傳遞過來的壓力，以減小模座所承受的單位壓力，保護(hù)凸模、凸凹模頂面處的模座平面不被壓陷損壞。四.固定零件的設(shè)計墊板尺寸設(shè)計外形尺寸：與凸模固定板的外輪廓尺寸一致厚度Hd：取5～12mm材料及熱處理Ｔ8、T10，淬火52～56HRC。45鋼，淬火HRC43～48。四.固定零件的設(shè)計加設(shè)墊板的條件根據(jù)模座承受的單位面積上的壓應(yīng)力大小來決定。模座承受單位面積上壓應(yīng)力的計算公式為：σy＝Fy/S式中：σy——模座承受的單位壓力；Fy——凸模的沖壓力；Ｓ——凸模頂面的面積。其中[σy]為模座的許用壓應(yīng)力當(dāng)σy≥[σy]時，就需在凸模、凸凹模與模座之間加設(shè)墊板。四.固定零件的設(shè)計螺釘：連接固定緊固件由于頭部埋入模板內(nèi)，占用空間小，拆裝方便，外形美觀，因此模具連接都選用內(nèi)六方螺釘（GB/T70.1-2000）。銷釘：定位圓柱銷GB/T119.1-2000四.固定零件的設(shè)計設(shè)計注意事項螺釘擰入最小深度：H≥1.5d（d為螺釘公稱尺寸）

螺釘沉孔深度：H1≥d+1銷釘最小配合深度：H≥2d（d為圓柱銷直徑）模板中螺釘孔、銷孔均為通孔。四.固定零件的設(shè)計使用銷釘定位時，銷釘數(shù)量只能為2個，且距離盡量

遠(yuǎn)一些。螺釘和銷釘間距離不能太小，否則會降低模具強(qiáng)度。螺釘規(guī)格、數(shù)量、布置方式及螺釘、銷釘間的距離，

可參考國標(biāo)中冷沖模典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。四.固定零件的設(shè)計五.沖裁件的工藝性沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性

形狀力求簡單、規(guī)則，利于選取少廢料、無廢料排樣。沖裁件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和精度等，對沖裁工藝的適應(yīng)性稱為沖裁件的工藝性。五.沖裁件的工藝性內(nèi)、外形轉(zhuǎn)角處避免尖角尖角會給模具加工、熱處理帶來困難和危害，模具使用中也容易損壞。沖裁件的最小過渡圓角半徑rmin零件種類黃銅、純銅、鋁合金鋼軟鋼備注落料≥90°90°0.18t0.35t0.35t0.70t0.25t0.50t≮0.25mm≯0.50mm沖孔≥90°＜90°0.20t0.40t0.45t0.90t0.30t0.60t≮0.30mm≯6mm五.沖裁件的工藝性避免