第四章冷冲压模具的结构与设计1ppt课件

1、第四章第四章 冷冲压模具的结构与设冷冲压模具的结构与设计计 n概述概述n第一节第一节冲压模的分类冲压模的分类n第二节第二节冷冲压模具典型冷冲压模具典型构造构造n第三节第三节简单冲裁模结构简单冲裁模结构特点特点n第四节第四节连续冲裁模结构连续冲裁模结构特点特点n第五节第五节复合冲裁模结构复合冲裁模结构特点特点n第六节第六节冲裁模主要零部冲裁模主要零部件的结构分析与件的结构分析与标准的选用标准的选用冷冲压模具的结构与设计概述冷冲压模具的结构与设计概述工件与模具之间的定位工件与模具之间的定位n工件与模具之间工件与模具之间通过导尺、定位通过导尺、定位销实现完全定位销实现完全定位凸模与凹模之间的定位导向

2、凸模与凹模之间的定位导向n凸模与凹模之间凸模与凹模之间通过导柱、导套通过导柱、导套实现定位、相对实现定位、相对运动导向。运动导向。相关链接：定位相关链接：导向定位卸料装置的作用卸料装置的作用图中是采用固定卸料板图中是采用固定卸料板实现废料板于凸模之间实现废料板于凸模之间的卸料功能的卸料功能动力的传递动力的传递 动力由压力机传递给动力由压力机传递给模具模具相关链接：卸料相关链接：动力第一节第一节 冲压模的分类冲压模的分类n一、按工序组合程度分一、按工序组合程度分n二、按上下模导向方式分二、按上下模导向方式分n三、按凹模位置分三、按凹模位置分n四、按自动化程度分四、按自动化程度分一、按工序组合程度

3、分一、按工序组合程度分n1、单工序模简单模）、单工序模简单模）n2、多工序模、多工序模nA、连续模级进模、跳步模）、连续模级进模、跳步模） nB、复合模、复合模n3、简单模、连续模、复合模的选用原则、简单模、连续模、复合模的选用原则 单工序模是指压力机在一次行程中只完成一道工序的冲裁模单工序模是指压力机在一次行程中只完成一道工序的冲裁模在一副模具中，材料在模具的不同位置上能同时完成各在一副模具中，材料在模具的不同位置上能同时完成各自工序自工序 （是指压力机在一次行程中依次在几个不同的位置上（是指压力机在一次行程中依次在几个不同的位置上同时完成多道工序的冲模）同时完成多道工序的冲模）在一副模具中

4、，在模具的同一位置上能同时完成数种在一副模具中，在模具的同一位置上能同时完成数种工序的模具工序的模具 （在压力机的一次行程中，在模具的同一位置上同时（在压力机的一次行程中，在模具的同一位置上同时完成几道工序的冲模）完成几道工序的冲模）二、按上下模导向方式分二、按上下模导向方式分n1、无导向开式模、无导向开式模n模具本身无导向装置，工作时完全依模具本身无导向装置，工作时完全依靠冲床起靠冲床起n 导向作用导向作用n2、有导向模、有导向模nA、导板模、导板模 n 用导板来保证工作时凸凹模之间的准确位用导板来保证工作时凸凹模之间的准确位置置nB、导柱模、导柱模n 上下模之间分别装有导套和导柱，两种导上

5、下模之间分别装有导套和导柱，两种导向零件保证凸凹模工作时的相对准确位置向零件保证凸凹模工作时的相对准确位置无导向单工序落料模无导向单工序落料模1-1-上模座上模座 2-2-凸模凸模 3-3-卸料板卸料板 4-4-导料板导料板 5-5-凹模凹模 6-6-下模座下模座 7-7-定位板定位板 导板式单工序落料模导板式单工序落料模1-1-模柄模柄 2- 2-止动销止动销 3-3-上模座上模座 4 4、8-8-内六角螺钉内六角螺钉 5-5-凸模凸模 6- 6-垫板垫板 7-7-凸模固定板凸模固定板 9-9-导板导板 10- 10-导料导料板板 11- 11-承料板承料板 12-12-螺钉螺钉 13- 1

6、3-凹模凹模 14-14-圆柱销圆柱销 15-15-下模座下模座16-16-固定挡料销固定挡料销 17-17-止动销止动销 18-18-限位销限位销 19-19-弹簧弹簧 20-20-始用挡料销始用挡料销 导柱式单工序落料模导柱式单工序落料模1-1-螺帽螺帽2-2-导料螺钉导料螺钉 3-3-挡料销挡料销 4- 4-弹弹簧簧 5- 5-凸模凸模固定板固定板 6- 6-销销钉钉 7- 7-模柄模柄 8-8-垫板垫板 9- 9-止止动销动销 10- 10-卸料螺钉卸料螺钉 11-11-上模座上模座 12- 12-凸模凸模 13-13-导套导套 14- 14-导导柱柱 15- 15-卸料板卸料板 16

7、-16-凹模凹模 17- 17-内六内六角螺钉角螺钉 18- 18-下模座下模座 三、按凹模位置分三、按凹模位置分n1、正装模、正装模n凹模在下模凹模在下模n2、反装模、反装模n凹模在上模凹模在上模四、按自动化程度分四、按自动化程度分n1、手动操作模、手动操作模n2、半自动模、半自动模n3、自动模、自动模第二节第二节 冷冲压模具典型结构冷冲压模具典型结构n一一 简单模简单模n单工位、单工序单工位、单工序n二二 连续模连续模n多工位、多工序多工位、多工序n三三 复合模复合模n单工位、多工序单工位、多工序第三节第三节 简单冲压模的结构简单冲压模的结构n1、无导向的开式简单冲模、无导向的开式简单冲模

8、 n2、导板式落料模、导板式落料模 n3、导柱式落料模、导柱式落料模 n4、冲孔模、冲孔模 开式简单冲裁模与特点开式简单冲裁模与特点n特点：安装调整麻特点：安装调整麻烦，模具寿命低，烦，模具寿命低，冲裁件精度差，操冲裁件精度差，操作也不安全。作也不安全。n适用于精度要求不适用于精度要求不高，形状简单，批高，形状简单，批量小或试冲裁件。量小或试冲裁件。 无导向单工序落料模无导向单工序落料模带固带固定挡定挡料销料销的导的导板式板式落料落料模模n采用固定挡料采用固定挡料销的结构简单，销的结构简单，但送料时必须但送料时必须把条料往上抬把条料往上抬一下才能送进，一下才能送进，使用不太方便使用不太方便带活

9、带活动挡动挡料销料销的导的导板式板式落料落料模模n使用活动挡使用活动挡料销比使用料销比使用固定挡料销固定挡料销方便，送料方便，送料时不必抬起时不必抬起条料，因此条料，因此可以提高生可以提高生产效率，降产效率，降低劳动强度低劳动强度n但是它在送但是它在送料过程中把料过程中把条料往前推条料往前推后还要往后后还要往后拉，还是不拉，还是不太方便太方便导板模特点导板模特点n使用偏心压力机使用偏心压力机, 导板模比无导向模具导板模比无导向模具精度高，寿命长，使用安装容易操作。精度高，寿命长，使用安装容易操作。n适用于形状简单，尺寸不太大的冲裁适用于形状简单，尺寸不太大的冲裁件。件。n 导板与凸模为间隙配合

10、，其配合间隙导板与凸模为间隙配合，其配合间隙必然小于凸凹模间隙。必然小于凸凹模间隙。导导柱柱式式落落料料模模与与特特点点n精度高，成精度高，成本高，导向本高，导向可靠，寿命可靠，寿命长，安装、长，安装、使用方便。使用方便。n适用于成批、适用于成批、大量生产。大量生产。n导柱与导套导柱与导套之间为间隙之间为间隙配合配合冲孔模例一冲孔模例一n利用弹性推利用弹性推件销实现自件销实现自动取料动取料冲孔模例二冲孔模例二导导柱柱式式冲冲孔孔模模1-上模座上模座 2、18-圆柱销圆柱销 3-导柱导柱 4-凹模凹模 5-定位圈定位圈 6、7、8、15-凸模凸模 9-导套导套10-弹簧弹簧11-下模座下模座 1

11、2-卸料螺钉卸料螺钉 13-凸模固定板凸模固定板 14-垫板垫板 16-模柄模柄 17-止动销止动销19、20-内六角螺钉内六角螺钉 21-卸料板卸料板 冲孔模例三冲孔模例三导板式侧面冲孔模导板式侧面冲孔模 1-1-摇臂摇臂2-2-定位销定位销3-3-上模座上模座4-4-螺钉螺钉5-5-凸模凸模6-6-凹模凹模7-7-凹模体凹模体8-8-支架支架9-9-底座底座10-10-螺钉螺钉11-11-导板导板12-12-销钉销钉13-13-压缩弹簧压缩弹簧 第四节第四节 连续冲压模的结构特连续冲压模的结构特点点n1、用导正销定距的连续模、用导正销定距的连续模 n2、用侧刃定距的连续模、用侧刃定距的连续

12、模是指压力机在一次行程中依次在几个不是指压力机在一次行程中依次在几个不同的位置上同时完成多道工序的冲模同的位置上同时完成多道工序的冲模用导正销定用导正销定距的连续模距的连续模n由固定挡料销控制送由固定挡料销控制送料步距作粗定位。由料步距作粗定位。由导正销实现精定位导正销实现精定位n在凸模上：位置与个在凸模上：位置与个数由冲孔情况定数由冲孔情况定n在凸模外：位置要求在凸模外：位置要求对称分布；数量由工对称分布；数量由工位数决定位数决定1-模柄模柄 2-螺钉螺钉 3-冲孔凸模冲孔凸模 4-落料凸模落料凸模 5-导正销导正销 6-固定固定导料销导料销 7-始用导料销始用导料销 相关链接：导正销定距

13、冲冲孔孔落落料料连连续续模模n考虑保证凹模强度，在冲孔工位后安排的一个空位。考虑保证凹模强度，在冲孔工位后安排的一个空位。用用侧侧刃刃定定距距的的连连续续模模一一相关链接：侧刃定距侧侧刃刃原原理理单单侧侧刃刃存存在在的的问问题）题）采用单侧刃的问题在于，当冲裁到达最后一步时，缺少可靠的定位，采用单侧刃的问题在于，当冲裁到达最后一步时，缺少可靠的定位，造成其后各个工位加工的失败；可采用双侧刃来解决这个问题。造成其后各个工位加工的失败；可采用双侧刃来解决这个问题。双侧刃原理双侧刃原理用侧刃定距的连续模二用侧刃定距的连续模特点用侧刃定距的连续模特点n在凸模上固定装上一个或二个特殊凸模在凸模上固定装上

14、一个或二个特殊凸模-侧刃。侧刃。n侧刃断面的长度等于送料步距，每次定位后将侧刃断面的长度等于送料步距，每次定位后将切除一个步距的边缘，用来下次定位。切除一个步距的边缘，用来下次定位。n采用单侧刃，当条料冲到最后一件时，条料的采用单侧刃，当条料冲到最后一件时，条料的狭边被冲完，于是条料上不再有凸角，落料时狭边被冲完，于是条料上不再有凸角，落料时无法再定位，末料成废品。无法再定位，末料成废品。n优点：操作方便安全，送料速度高，便于实现优点：操作方便安全，送料速度高，便于实现自动化。自动化。n缺陷：模具结构复杂，材料有额外消耗，定位缺陷：模具结构复杂，材料有额外消耗，定位精度不高。精度不高。连续模排

15、样连续模排样连续模排样设计：连续模排样设计：n1、零件精度对排样要求、零件精度对排样要求:n精度要求高精度要求高尽量减少工位数尽量减少工位数n孔距公差较小孔距公差较小尽量同一工位冲出尽量同一工位冲出n2、模具结果对排样要求、模具结果对排样要求:n零件较大或较小但工位多零件较大或较小但工位多采用连续复合排样采用连续复合排样n3、模具强度对排样要求、模具强度对排样要求:n孔距小孔距小分布冲分布冲n工位间凹模壁厚小工位间凹模壁厚小增设空工位增设空工位n外形复杂外形复杂分布冲分布冲n4、零件成形规律对排样要求、零件成形规律对排样要求:n落料或切断工序落料或切断工序安排在最后工位上安排在最后工位上n对成

16、形件变形部位上的孔对成形件变形部位上的孔一般在成形工序下冲一般在成形工序下冲出出n套料连续冲模套料连续冲模按由里向外顺序冲出按由里向外顺序冲出第五节第五节 复合冲压模的结构特复合冲压模的结构特点点复合模：在压力机的一次行程中，在同复合模：在压力机的一次行程中，在同一位置上，同时完成几道工序的冲模。一位置上，同时完成几道工序的冲模。 1 1、正装式复合模、正装式复合模 2 2、倒装式复合模、倒装式复合模正装式复合模正装式复合模n这副模具在落料凹这副模具在落料凹模下安装了空心垫模下安装了空心垫板。采用这种结构，板。采用这种结构，使落料凹模的型孔使落料凹模的型孔成为形通孔，便于成为形通孔，便于加工，

17、还可使凹模加工，还可使凹模减薄，节约模具钢。减薄，节约模具钢。相关链接：正装式倒装式倒装式复合模复合模废料直接从废料直接从压力机台面压力机台面落下，而冲落下，而冲裁件从上模裁件从上模推下，比较推下，比较容易引出，容易引出，因此操作方因此操作方便安全。便安全。相关链接：倒装式正装式、倒装式复合模的比较正装式、倒装式复合模的比较n1. 正装模正装模n特点：生产率不高，但精度高，工件平衡。特点：生产率不高，但精度高，工件平衡。n顶件板、卸料板均为弹性的。条料与冲裁件顶件板、卸料板均为弹性的。条料与冲裁件同时受到压平作用，适用于教软较薄的冲裁同时受到压平作用，适用于教软较薄的冲裁件。件。n2. 倒装模

18、倒装模n特点：卸料方便，工料不平衡。特点：卸料方便，工料不平衡。n废料直接从压力机台面落下，而冲裁件从上废料直接从压力机台面落下，而冲裁件从上模推下，比较容易引出，因此操作方便安全。模推下，比较容易引出，因此操作方便安全。n易于安装送料装置，生产效率较高，所以倒易于安装送料装置，生产效率较高，所以倒装复合模使用较为广泛。装复合模使用较为广泛。项目项目正装复合模正装复合模倒装复合模倒装复合模凸凹模的位置上模下模除料、除件装置的数量三套两套工件的平整性好较差可冲工件的孔边距较小较大结构复杂程度复杂较简单正、倒装复合模的特点比较正、倒装复合模的特点比较第六节第六节 冲裁模主要零部冲裁模主要零部件的结

19、构分析与标准的选件的结构分析与标准的选用用 n一、模具零件的分类一、模具零件的分类n二、模具零件的结构与设计二、模具零件的结构与设计一、模具零件的分类一、模具零件的分类n根据零件的不同作用可分为根据零件的不同作用可分为 ：冲裁模零部件冲裁模零部件工作零件工作零件定位零件定位零件卸料与推件零部件卸料与推件零部件导向零件导向零件连接与固定零件连接与固定零件 工艺零件工艺零件结构零件结构零件其它零件其它零件 二、模具零件的结构与设计二、模具零件的结构与设计n1、凸模组件及其结构设计、凸模组件及其结构设计n2、凹模设计、凹模设计n3、定位零件、定位零件 n4、卸料与推件零件、卸料与推件零件 n5、模架

20、、模架 1、凸模组件及其结构设计、凸模组件及其结构设计凸模组件凸模组件:凸模、凸模固定板、垫板和防转销、凸模、凸模固定板、垫板和防转销、 上模座、螺钉、销钉固定上模座、螺钉、销钉固定n凸模的结构形式凸模的结构形式 n凸模固定方式凸模固定方式n凸模的长度凸模的长度 n凸模材料凸模材料n凸模的表面粗糙度凸模的表面粗糙度n凸模强度的校核凸模强度的校核 凸模的结构形式凸模的结构形式na) 直通式凸模：直通式凸模：n工作部分与固定部分的形状和尺寸工作部分与固定部分的形状和尺寸做成一样。做成一样。nb) 台阶式凸模台阶式凸模n工作部分与固定部分的形状和尺寸工作部分与固定部分的形状和尺寸不同。不同。n固定部

21、分多做成圆形或者矩形。固定部分多做成圆形或者矩形。直通式凸模直通式凸模n这类凸模可以采用成型磨削、线切割等方法进行加工，这类凸模可以采用成型磨削、线切割等方法进行加工，加工容易；但固定板的型孔加工比较复杂。加工容易；但固定板的型孔加工比较复杂。台阶式凸模台阶式凸模n固定部分一般为圆形或者矩形，其固定板的型孔为标固定部分一般为圆形或者矩形，其固定板的型孔为标准尺寸孔，加工容易。准尺寸孔，加工容易。非圆形凸模的台阶式结构非圆形凸模的台阶式结构凸模固定方法凸模固定方法铆接铆接台肩台肩用螺钉、销钉直接固定用螺钉、销钉直接固定凸模固定方法凸模固定方法凸模的长度：凸模的长度： 当采用固定卸料板和导料板时，

22、其凸模长度按下式计算：当采用固定卸料板和导料板时，其凸模长度按下式计算： 当采用弹压卸料板时，其凸模长度按下式计算：当采用弹压卸料板时，其凸模长度按下式计算：hhhhL321hthhL21凸模材料凸模材料n形状简单形状简单:T8A、T10A等等n形状复杂、淬火变形大的凸模形状复杂、淬火变形大的凸模(尤其采用线切尤其采用线切割加工割加工):采用合金工具钢，如采用合金工具钢，如Cr12、9Mn2V、CrWMn等等凸模的表面粗糙度凸模的表面粗糙度n工作部分工作部分:Ra0.80.4n固定部分固定部分:Ra1.60.8凸模强度的校核凸模强度的校核 凸模固定板、垫板凸模固定板、垫板 n固定板厚度取固定板

23、厚度取0.60.8H凹、长宽尺寸与凹凹、长宽尺寸与凹模相应尺寸相同。模相应尺寸相同。n垫板厚度垫板厚度46mm，长宽尺寸与固定板相同。，长宽尺寸与固定板相同。大型凸模可以省略垫板。大型凸模可以省略垫板。2、凹模设计、凹模设计n凹模洞口形式的选凹模洞口形式的选择择 n凹模的外形尺寸凹模的外形尺寸n凹模的外形结构及其凹模的外形结构及其固定方法固定方法n直壁式：主要用于带顶料装置上出件的模直壁式：主要用于带顶料装置上出件的模,形形状复杂或精度较高冲裁件。状复杂或精度较高冲裁件。 当当t1.5tt0.7mm）n有色金属有色金属t(t0.5mm)n倒装模凸凹模的最小壁厚：倒装模凸凹模的最小壁厚：n查查p

24、.102表表4-4凸凹模的最小壁厚凸凹模的最小壁厚3、定位零件、定位零件 n横向定位装置：使条料由正确的送进方向横向定位装置：使条料由正确的送进方向n导料销、导料板及侧压装置导料销、导料板及侧压装置 n纵向定位装置：控制条料在冲裁中送进步距纵向定位装置：控制条料在冲裁中送进步距n挡料销、导正销、侧刃挡料销、导正销、侧刃 n定位板和定位钉定位板和定位钉横向定位装置横向定位装置n导料销导料销n导料销两个，位于条料的同侧导料销两个，位于条料的同侧n导料板导料板n两导料板之间距离两导料板之间距离L=条料最大宽度条料最大宽度+间隙值间隙值n导料板厚度导料板厚度H=材料厚度材料厚度t或挡料销高度或挡料销高

25、度+（28）n整体式导料板其长度和宽度与凹模板外形尺整体式导料板其长度和宽度与凹模板外形尺寸相同。寸相同。n在实际应用时，导料板与卸料板可以作成一在实际应用时，导料板与卸料板可以作成一体体n侧压装置侧压装置n当材料当材料t0.3时不适用。时不适用。 导料板结构导料板结构侧压装置侧压装置1-1-凸模凸模 2- 2-凹模凹模 3- 3-挡料杆挡料杆4-4-侧压板侧压板 5- 5-侧压簧片侧压簧片侧侧压压装装置置纵向定位装置纵向定位装置 n固定挡料销：圆形挡料销常用）、固定挡料销：圆形挡料销常用）、 钩形挡钩形挡料销料销 n活动挡料销活动挡料销 n始用挡料销首次冲压时使用）始用挡料销首次冲压时使用）

26、 n侧刃侧刃n导正销导正销 固定挡料销固定挡料销n圆形挡料销n勾形挡料销活动挡料销活动挡料销始用挡料销始用挡料销侧刃结构侧刃结构1-1-导料板导料板 2- 2-侧刃挡块侧刃挡块 3- 3-侧刃侧刃 4- 4-条料条料 侧刃定位误差比较侧刃定位误差比较特殊侧刃特殊侧刃导导正正销销结结构构导正部分高度导正部分高度hh取取h=(0.8h=(0.81.2)t 1.2)t 导正部分直径导正部分直径dd与导正孔采取与导正孔采取H7/h6H7/h6或或H7/h7H7/h7配合配合与挡料销的位置关系：与挡料销的位置关系：导正销基本尺寸导正销基本尺寸a a图图b b图图1 . 021 . 0221DDsDDss

27、TT1 . 021 . 0221DDsDDssTT定位板和定位钉定位板和定位钉4、卸料与推件零件、卸料与推件零件n卸料板卸料板 n刚性卸料装置刚性卸料装置n弹性卸料装置弹性卸料装置n废料切刀卸料废料切刀卸料n推件装置和顶件装置推件装置和顶件装置 刚性卸料装置刚性卸料装置弹性卸料装置弹性卸料装置刚刚性性推推件件装装置置 n刚性推件：要求推杆均布，受力均衡刚性推件：要求推杆均布，受力均衡n 要求推杆应对称于打杆布置要求推杆应对称于打杆布置推件装置和顶件装置推件装置和顶件装置 弹性推件装置弹性推件装置 1-橡胶橡胶 2-推板推板 3-连接推杆连接推杆 4-推件块推件块 n弾性推件：出件力不大，但出件

28、平稳无撞击，冲件质弾性推件：出件力不大，但出件平稳无撞击，冲件质量较高。量较高。弹性顶件装置弹性顶件装置 1-顶件块 2-顶杆 3-托板 4-橡胶 5、模架、模架n模架：模架：n模架是由上、下模座、模柄及导向装置组模架是由上、下模座、模柄及导向装置组成成对模架的基本要求对模架的基本要求:要有足够的强度与刚度要有足够的强度与刚度要有足够的精度要有足够的精度上下模座之间的导向要精确上下模座之间的导向要精确模架形式模架形式对角导柱式模架对角导柱式模架中间导柱式模架中间导柱式模架四导柱式模架四导柱式模架后侧导柱式模架后侧导柱式模架导柱形式导柱形式a) A型导柱 b)B型导柱 c) C型导柱 d) A型

29、小导柱 e) B型小导柱 f) A型可卸导柱 g) B型可卸导柱 h) 压圈固定导柱导套的形式导套的形式a) A型导套 b) B型导套 c) C型导套 d) 小导套 e) 压圈固定导套 导向零件导向零件导导柱柱和和导导套套H模具闭合高度模具闭合高度模柄结构模柄结构冲裁模设计程序框图冲裁模设计程序框图模具总装图的一般布置情况 主视图俯视图冲裁零件图排样图局部视图冲裁模设计程序1.冲裁件工艺性分析。2.确定冲裁工艺方案。3.选择模具的结构形式。4.进行必要的工艺计算。5.选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸。6.校核模具闭合高度及压力机有关参数。7.绘制模具总装图及零件图。冲裁模设计的一般步骤 资料：资料：H62 厚度：厚度：0.15mm技术要求：技术要求：1、未注圆角处允许、未注圆角处允许R12、未注尺寸公差均为、未注尺寸公差均为IT14级级3、大批量生产、大批量生产引线片冷冲模设计引线片冷冲模设计 冲裁方案确定之后，模具类型单工序模、复合模、级进模等即选定。就可确定模具的各个部分的具体结构，包括模架及导向方式、毛坯定位方式、卸料、压料、出件方式等。 在进行模具结构设计时，还应考虑模具维修、保养和吊装的方便，同时要在各个细小的环节尽可能考虑到操作者的安全等。选择模具的结构形式1.排样设计与计算2.计算冲压力，初步选取压力机的吨位3.计算模具压