冲模结构设计

冲模结构设计第7章冲模结构设计

7.1冲模分类一.按完成的冲压工序性质分类1.冲裁模：落料模、冲孔模、切口模、切断模、剖切模、修边模等。2.弯曲模3.拉深模4.胀形模5.翻边模6.扩口模7.缩口模8.整形模第7章冲模结构设计二.按完成冲压工序的数量和组合程度分类7.1冲模分类2.连续模（级进模）——模具平面上有两个或两个以上不同工作部位，压力机一次行程中可在模具的不同工位完成不同的工步内容。◆特点：制件精度高，效率高，便于实现自动化。结构复杂，模具制造技术要求高。1.单工序模——在压力机的一次行程中完成一道工序的模具。◆特点：结构简单，制造成本低。3.复合模——压力机一次行程中，模具在运动方向的同一位置上依次完成或同时完成两道或两道以上的工序。◆特点：制件精度高，效率高。结构复杂，模具制造技术要求高。第7章冲模结构设计单工序模7.1冲模分类第7章冲模结构设计复合模7.1冲模分类第7章冲模结构设计连续模7.1冲模分类第7章冲模结构设计三.按模座运动导向装置分类7.1冲模分类2.导向模◆特点：上、下模之间设置了导板、导柱和导套等导向装置，制件精度高，模具安装调整较为简单，模具成本稍高。1.无导向模（开式模）◆特点：上、下模的运动精度靠压力机导轨保证，可冲制一些精度低的简单零件。模具简单，成本低廉，但模具的安装调整较为困难。第7章冲模结构设计四.按制作模具工作零件的材料分类7.1冲模分类2.硬质合金模◆特点：用于某些冲制较高硬度材料（如硬态弹簧钢片）的冲裁模、要求模具寿命长的各类模具。模具加工难度大，成本高。1.钢模——模具工作零件用模具钢制造。五.按卸料方式分类刚性卸料模、半刚性卸料模、弹性卸料模。六.按进、出料方式分类手动模、半自动模、自动模。第7章冲模结构设计七.按节制进料方式分类7.1冲模分类八.按模具零件组合通用程度分类定位销式、挡料销式、导正销式、侧刃式、挡板式。专用模、组合通用模。九.按模具外形尺寸分类小型模具、中型模具、大型模具。◆注意：1.对于某一副模具，可能兼有以上几方面的特征，多以工序性质称之。2.模具的命名一般应冠以被加工制件的名称。例：垫圈冲孔落料复合模；托架弯曲模。第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型本节以单工序模、复合模和连续模3种基本类型，介绍冲模的结构、工作原理、特点及应用场合。一.冲裁模1.单工序冲裁模（1）.无导向单工序冲裁模（2）.有导向单工序冲裁模2.复合冲裁模（1）.正装式复合模（2）.倒装式复合模3.连续冲裁模（1）.用导正销定位的连续模（2）.用侧刃定距的冲孔落料连续模第7章冲模结构设计无导向单工序冲裁模7.2冲模的基本结构类型第7章冲模结构设计（3）小批量生产用单工序模，大批量生产用多工序模。（2）操作方式：手工、自动化3冲模零件与模具材料冲模压力中心的计算方法：图a：直通式，铆接固定，加工方便。平面式固定，把各拼块直接用螺钉固定在模板上；（1）了解本工序的制件情况（形状、尺寸、精度）3冲模零件与模具材料图a：直通式，铆接固定，加工方便。3冲模零件与模具材料3冲模零件与模具材料模具加工难度大，成本高。（1）图纸幅面：小型模具用1#图竖装，大型模具用0#图，导向零件（导板、导柱、导套等）第7章冲模结构设计有导向单工序冲裁模7.2冲模的基本结构类型第7章冲模结构设计有导向单工序冲裁模7.2冲模的基本结构类型第7章冲模结构设计正装式复合模7.2冲模的基本结构类型第7章冲模结构设计倒装式复合模7.2冲模的基本结构类型第7章冲模结构设计用导正销定位的连续模7.2冲模的基本结构类型第7章冲模结构设计侧刃定距的连续模7.2冲模的基本结构类型第7章冲模结构设计二.弯曲模7.2冲模的基本结构类型1.单工序弯曲模（1）.V形件弯曲模（2）.U形件弯曲模（3）.多角弯曲模（4）.圆形件弯曲模2.复合弯曲模第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型V形件弯曲模第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型V形件弯曲模第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型U形件弯曲模第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型U形件弯曲模第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型弯曲角小于90度的U形件弯曲模第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型多角弯曲模第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型两次弯曲复合弯曲模第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型三.拉深模1.单动压力机用拉深模（1）.首次拉深模（2）.后续各次拉深模2.双动压力机用拉深模3.含有拉深工序的复合模第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型首次拉深模第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型正装式拉深模第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型倒装式拉深模第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型后续各次拉深模第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型双动压力机用拉深模安装位置：凸模固定板与上模板（或下模板）之间弯曲角小于90度的U形件弯曲模将整个凸、凹模分段加工，再拼详见P230表7.3冲模零件与模具材料用导正销定位的连续2冲模的基本结构类型按完成冲压工序的数量和组合程度分类冲模的组合结构（已经标准化）导向单工序冲裁模2冲模的基本结构类型结构复杂，模具制造技术要求高。导柱的长度按模具闭合高度选用。模具加工难度大，成本高。（4）卸料方式：顺装或倒装、刚性卸料或弹性卸料第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型复合拉深模第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型复合拉深模第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型四.复合模、连续模的多工序组合方式详见P229表7.1复合模的多工序组合方式详见P230表7.2连续模的多工序组合方式第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型第7章冲模结构设计7.2冲模的基本结构类型第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料一.冲模零件分类1.工作零件（凸模、凹模、凸凹模）2.支承零件（上下模板、模柄等冲模基础件）3.定位零件（定位销、挡料销等）4.压料、卸料及出件零件（卸料板、顶出器等）5.导向零件（导板、导柱、导套等）6.紧固零件（用于紧固的标准件）7.其他零件（起吊、运输、安全方面的零件）第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料二.凸模组件1.凸模结构图a：直通式，铆接固定，加工方便。图b：台阶式，过渡配合。图c、d：大尺寸凸模第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料1.凸模结构小凸模的固定方法第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料1.凸模结构大型冲模中的易损小凸模采用快换式结构第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料2.凸模长度凸模长度一般根据模具结构需要而定。采用固定卸料板的凸模长度用下式计算：L=H1+H2+H3+Y式中：Y——附加长度，包括凸模刃口的修磨量、凸模进入凹模的深度、安全距离A第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料3.凸模的其他要求一般凸模材料为模具钢，强度不需要校核。对细长凸模应进行失稳校核，必要时可加护套。4.凸模固定板作用：固定凸模结构要求：有一定厚度，有合适的硬度5.凸模垫板安装位置：凸模固定板与上模板（或下模板）之间作用：分散冲裁力结构要求：好材料（工具钢、45钢）、高硬度第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料三.凹模与凸凹模1.凹模刃口的结构形式图a-c：直刃口凹模特点：强度好，刃口修磨后尺寸不变。h——根据料厚确定：当t＜0.5mm，h=（3~5）mm当t=（0.5~5）mm，h=（5~10）mm，当t=（5~10）mm，h=（10~15）mm，第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料三.凹模与凸凹模1.凹模刃口的结构形式图d-f：斜刃口凹模常用于下出料模具特点：刃口角较小（15′

~30′），修磨后尺寸影响不大；第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料2.凹模的外形结构及固定方法图a、b：圆凹模图c、d：较大凹模图e：快换凹模第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料用螺钉直接连接的较大凹模所用结构尺寸第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料3.凹模的外形轮廓尺寸凹模壁厚：c=（1.5~2）H一般c≥30~40mm凹模厚度：H=Kb（H≥15mm）系数K查表7.6冲裁凹模外形轮廓尺寸根据料厚和制件大小来定。第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料4.凹模的主要技术要求凹模的型孔轴线与顶面应保持垂直；凹模的底面与顶面应保持平行；凹模的底面和型孔面应有较高的表面质量。第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料5.凸凹模凸凹模的结构特点：内外缘均为刃口，壁厚取决于制件的孔边距；必须满足强度要求，否则，不能用复合模冲裁。第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料四.镶拼式凸、凹模适用场合：大型模具整体模具加工困难易损部分分镶接和拼接两种。镶接结构特点：将易损部分另做一块，镶入凹模体内。第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料四.镶拼式凸、凹模拼接结构特点：将整个凸、凹模分段加工，再拼成一个整体。主要用于大型模具。图a：直通式，铆接固定，加工方便。3冲模零件与模具材料2冲模的基本结构类型2冲模的基本结构类型（2）尺寸标注要齐全，公差要求要合理，要提出合理的表面粗糙度要求，需要时应提出形位公差；H=Kb（H≥15mm）（4）卸料方式：顺装或倒装、刚性卸料或弹性卸料3冲模零件与模具材料用解析法计算。2冲模的基本结构类型一般凸模材料为模具钢，强度不需要校核。3冲模零件与模具材料3冲模零件与模具材料镶拼结构设计参见P238图7.导向零件（导板、导柱、导套等）第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料四.镶拼式凸、凹模1.镶拼结构设计的一般原则①.改善工艺，减少钳工工作量，提高模具精度；例：把形状复杂的内形加工变为外形加工、圆弧单独分块、分块应相等，便于同时加工、拼接线应垂直刃口等②.便于装配、调整和维修；例：把局部凸出部分单独分出、拼块之间应有定位子口等③.满足冲压工艺要求，提高冲压件质量。镶拼结构设计参见P238图7.52和图7.53第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料四.镶拼式凸、凹模图7.52镶拼结构实例第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料四.镶拼式凸、凹模2.镶拼结构的固定方法①.平面式固定，把各拼块直接用螺钉固定在模板上；②.嵌入式固定，把各拼块拼合后嵌入固定板凹槽内；③.压入式固定，把各拼块拼合后压入固定板孔内；④.斜楔式固定。镶块结构的固定方法参见P239图7.54第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料四.镶拼式凸、凹模图7.54镶块结构的固定方法3冲模零件与模具材料第7章冲模结构设计3冲模零件与模具材料3冲模零件与模具材料安装位置：凸模固定板与上模板（或下模板）之间例：垫圈冲孔落料复合模；凸模长度一般根据模具结构需要而定。3冲模零件与模具材料例：把形状复杂的内形加工变为外形加工、圆弧单独分块、分块应相等，便于同时加工、拼接线应垂直刃口等3冲模零件与模具材料1复合模的多工序组合方式嵌入式固定，把各拼块拼合后嵌入固定板凹槽内；侧刃定距的连续用几何法，原理：找形心（2）操作方式：手工、自动化第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料五.定位零件1.导料板、导料销第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料2.挡料销、导正销第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料活动挡料销第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料导正销（结构尺寸参见表7.8、7.9）第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料六.卸料与出件装置1.卸料装置——固定卸料装置第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料1.卸料装置——弹性卸料装置第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料2.推件装置——刚性推件装置第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料3.顶件装置——弹性顶件装置第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料八.模架与模柄七.弹性元件的设计和选用（参见有关基础课）1.模架的基本要求（1）要有足够的强度和刚度；（2）要有足够的精度；（3）上下模之间导向精度要高。模架由上、下模座和导柱导套组成。2.模架的基本类型（1）导柱模模架：上模座、下模座、导柱、导套（2）弹压模架：导板、下模座、导柱、导套第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料八.模架与模柄滑动导向模架类型第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料3.导柱与导套导柱与导套的结构已经标准化。导柱的长度按模具闭合高度选用。导柱与导套的配合常用：H6/h5或H7/h6第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料4.模柄第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料九.冲模的组合结构（已经标准化）第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料十.冲模材料及热处理要求冲模用材料可分为三大类：1.工作零件（凸模、凹模）——各类工具钢、硬质合金、合金钢2.上、下模座——铸铁、铸钢3.其他零件——碳素结构钢等模具常用材料参见P260-261表7.14第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料十.冲模材料及热处理要求第7章冲模结构设计7.3冲模零件与模具材料第7章冲模结构设计7.4冲模总体设计要点一.冲模结构形式的确定1.确定的内容（1）模具类型：单工序模、复合模、连续模（2）操作方式：手工、自动化（3）进出料方式：导料、挡料（4）卸料方式：顺装或倒装、刚性卸料或弹性卸料（5）模具精度：零件固定方式、导向方式2.选择原则（1）复合模的冲件精度最高，简单模最低；（2）多工序模比单工序模安全；（3）小批量生产用单工序模，大批量生产用多工序模。第7章冲模结构设计7.4冲模总体设计要点第7章冲模结构设计7.4冲模总体设计要点第7章冲模结构设计7.4冲模总体设计要点二.冲模的压力中心冲模的压力中心——冲压合力的作用点。要求：与冲床滑块中心线重合，避免偏载，减少导柱与导套磨损。冲模压力中心的计算方法：1.复杂形状冲裁的压力中心用解析法计算。原理：力学平衡原理2.简单形状冲裁的压力中心用几何法，原理：找形心第7章冲模结构设计7.4冲模总体设计要点三.模具的闭合高度模具的闭合高度应在压力机的最大和最小闭合高度之间。第7章冲模结构设计7.4冲模总体设计要点四.冲模的安全措施