《冲压设计指导》-第三章

3.1冲模工作零件3.1.1圆凸模模具标准（JB）中规定了8种圆凸模，本书给出了其中三种圆凸模的结构参数（见表3-1、3-2）。与B型圆凸模相比，A型圆凸模有中间过渡部分，刚性较好。快换圆凸模与A型、B型圆凸模相比，一是固定端没有台阶，易于更换；二是固定端按h6级制造，与凸模固定板为小间隙配合（A型、B型圆凸模固定端均按m6级制造，与固定板为基孔制过渡配合）。此外，快换圆凸模的固定端直径

D一定时，刃口直径可在一定范围内变动，便于组装成通用冲孔模。下一页返回3.1冲模工作零件3.1.2圆凹模模具标准（JB）中规定了三种圆凹模（见表3-3、3-4），尺寸都不大，主要用于冲孔（适用于料厚

t≤2mm的冲裁）。一般以H7/m6或H7/r6的配合关系将圆凹模压入凹模固定板，再将固定板用螺钉、销钉（或窝座）固定、定位于模座上。其中锥孔式凹模可以大大减少梗塞在凹模内的工件（或废料）对洞壁的胀力或摩擦力，从而大幅度减小卸料力。但是此种凹模刃口强度不如直壁式凹模，刃磨后凹模工作尺寸略有增大，故适用于冲裁形状简单、尺寸精度为IT10～

IT12级、板料厚度较薄工件的凹模选用。上一页下一页返回3.1冲模工作零件3.1.3冲模模板除标准圆凹模外，还有一种板状凹模，由矩形或圆形的凹模板开设所需要的凹模孔而成。国家标准对矩形和圆形的凹模板尺寸进行了规范。鉴于固定板、垫板等规格与凹模板类同，故在表3-5、3-6中一并列入固定板、垫板标准。事实上，冲模中的板状零件（如卸料板）都可在模板标准中选用后再进行加工。模板平行度、垂直度公差符号

T值可见（3.6冲模零件技术条件中的）表3-54、3-55。上一页返回3.2冲模定位零部件3.2.1始用挡料装置和弹簧芯柱始用挡料装置不单独使用。用固定挡料销（或挡料板）配始用挡料装置，构成只有2～

4个工位级进模的送料进距限位装置和定位系统。由于手工操作不便，很少在级进模上安装两组以上的始用挡料装置，因此该装置在具有4工位的级进模上就少见使用，4工位以上的则不再使用。始用挡料装置的结构型式和尺寸规格见表3-7，其中的始用挡料块尺寸见该表附录A。该装置中的弹簧芯柱尺寸规格见表3-8。3.2.2侧压装置为保证条料紧靠导料板一侧准确送进，常采用侧压装置。下一页返回3.2冲模定位零部件3.2.2.1弹簧侧压装置弹簧侧压装置（也称弹簧压块式侧压装置）的结构型式和尺寸规格见表3-9，其中的侧压板尺寸见该表附录A。该侧压装置的侧压力较大，适用于冲裁较厚材料时使用。3.2.2.2侧压簧片侧压簧片的结构型式和尺寸规格见表3-10，应用示例见该表附录A。侧压簧片产生的侧压力不大，常用于冲裁0.3～

1.0mm薄料时使用。3.2.3弹簧弹顶档料销弹簧弹顶挡料销多安装于弹压卸料板，在倒装模上使用。弹簧弹顶挡料销尺寸规格见表3-11。该表附录A为弹簧弹顶挡料销的使用示例。上一页下一页返回3.2冲模定位零部件3.2.4扭簧弹顶挡料装置扭簧弹顶挡料装置的使用场合与弹簧弹顶挡料装置相同。该装置的结构型式和尺寸规格见表3-12，其中的挡料销与扭簧尺寸见该表附录A、B。3.2.5回带式挡料装置固定卸料级进模使用固定挡料销，必须将条料抬起，越过挡料销才能靠搭边挡料定位。使用回带式挡料装置避免了上述挡料操作的不便。回带式挡料装置适用于手工送料，冲裁料厚

t≥0.6mm，宽度为6～

20mm的窄形件和一般工件的固定卸料级进模使用。回带式挡料装置结构型式和尺寸规格见表3-13，其中的回带式挡料销与片弹簧尺寸见该表附录A、B。上一页下一页返回3.2冲模定位零部件3.2.6活动挡料销活动挡料销多在倒装模的弹顶挡料装置中使用，结构型式和尺寸规格见表3-14。活动挡料销的应用示例见该表附录A。3.2.7固定挡料销固定挡料销安装于凹模端面，在正装模上使用。固定挡料销结构型式和尺寸规格见表3-15。教材上介绍的钩形（固定）挡料销尚未见国家标准。3.2.8导正销导正销用于级进模的精确定位。教材上通常有导正销的使用示例与说明（此略）。上一页下一页返回3.2冲模定位零部件3.2.8.1A型导正销A型导正销的尺寸规格见表3-16。3.2.8.2B型导正销B型导正销的尺寸规格见表3-17。3.2.8.3C型导正销C型导正销的尺寸规格见表3-18，其中的导正销与长螺母尺寸见该表附录A、B。3.2.8.4D型导正销D型导正销的尺寸规格见表3-19。上一页下一页返回3.2冲模定位零部件3.2.9侧刃与侧刃挡块3.2.9.1侧刃以固定挡料销为主的送料定位系统，适用于料厚

t＞

0.5mm的金属板料；以侧刃切边定位为主的送料定位系统，适用于料厚t=0.05～

1.5mm的金属板料，因此薄料与超薄料送进时宜采用侧刃定位（距）。侧刃切边定位既适于手工送料，更适于自动送料。侧刃定距可靠，适用于IT11～

IT14级精度，高时可达IT10级精度的冲件。单独使用侧刃定距的级进模工位不宜太多，手工送料以3～

6个工位多见。按照工作端是否有台阶，侧刃有Ⅰ型（直入式或平头式）和Ⅱ型（导入式或导头式）两大类。导入式侧刃冲裁料边时可平衡侧刃单边冲切时的侧向力，因此适合于料厚

t＞

1.0～

1.2mm的金属板料。上一页下一页返回3.2冲模定位零部件此外按照侧刃断面形状，又有A型（矩形）、B型（单角或单齿形）、C型（双角或双齿形）二种型式。B、C型侧刃常用于

t＜

0.5mm，有较高要求的工件。侧刃步距

S较小（一般

S＜

10～

12mm）时，为便于侧刃与侧刃孔的加工，可采用单齿C型）侧刃。C型侧刃冲裁受力相对均匀些，适应较大步距的情况。模具标准给定的侧刃步距

S（标准中将侧刃切边长度L侧称为侧刃步距）范围为5.2～

40.2mm，所以标准侧刃只适于小进距送料的薄料冲裁。实际使用中

L侧

＞

60～

80mm的非标准侧刃并不少见，侧刃步距S＜

5.2mm时也只能自行设计非标准侧刃。侧刃的结构型式和尺寸规格见表3-20。上一页下一页返回3.2冲模定位零部件3.2.9.2侧刃挡块1.A型侧刃档块一般导料板不淬硬，所以为提高挡料部分的硬度和耐磨性，在导料板的侧刃旁局部镶嵌侧刃挡块。国家标准规定了A、B、C三种型式的侧刃挡块，前两种使用较多。A型侧刃挡块的结构型式和尺寸规格见表3-21，其优点是结构简单，但松动后容易跳出来。2.B型侧刃档块B型侧刃挡块的结构型式和尺寸规格见表3-22，结构稍复杂，但不会出现松动后跳出来的问题。上一页下一页返回3.2冲模定位零部件3.2.10导料板导料板是级进模中最通用的一种导料装置，一般安装在凹模上平面的两侧。基本形式为平行的两块长条板，但也有只安装一块的例子。导料板的结构型式和尺寸规格见表3-23。3.2.11承料板采用承料板时，导料板长度要大于凹模，大出的部分底下安装承料板，以支承条料引入模具。自动送料时，不需要承料板。承料板的结构型式和尺寸规格见表3-24。上一页返回3.3冲模卸料与压料零件3.3.1卸料板模具标准中未给出卸料板尺寸规格。依据经验数据，确定卸料板尺寸后可在冲模模板标准中选用合适的标准规格模板进行二次加工。不同资料给出的卸料板尺寸数据稍有不同。3.3.1.1固定卸料板固定卸料板的结构可参见表3-25进行设计。固定卸料板的有关尺寸参见图3-1，厚度

h与

H的经验值见表3-26，紧固螺钉规格与导料板宽度

b数值见表3-27。卸料板导向孔高度3～

5mm。缺口尺寸

m与条料宽度

B相适应，约为3～

9mm。单边卸料间隙

C（≮0.05mm）与料厚t

有关：t

＜

1mm时，C=0.2mm；t

＞

1～

3mm时，C=0.3mm；t

＞

3～

6mm时，C=0.5mm。下一页返回3.3冲模卸料与压料零件固定卸料板作凸模导向时，凸模与卸料板上对应模孔配合应按料厚t分别选择基轴制H6/h5～

H8/h7制作。料厚

t≥1mm时，宜采用侧压板。3.3.1.2弹性卸料板弹性卸料板的有关尺寸参见图3-2，导向孔高度3～5mm，卸料螺钉孔直径

d1

处的

l最小值为：铸铁模座为

d，钢模座时为0.75d。厚度H

与单边卸料间隙

C的数值见表3-28和表3-29。3.3.1.3（弹性）卸料板弹簧安装与卸料螺钉孔尺寸卸料板弹簧安装方法及说明见表3-30，卸料螺钉孔尺寸见表3-31。上一页下一页返回3.3冲模卸料与压料零件3.3.2推杆、顶杆与顶板3.3.2.1带肩推杆带肩推杆尺寸规格见表3-32。3.3.2.2带螺纹推杆带螺纹推杆尺寸规格见表3-33。3.3.2.3顶杆顶杆尺寸规格见表3-34。3.3.2.4顶板顶板尺寸规格见表3-35。上一页下一页返回3.3冲模卸料与压料零件3.3.3卸料螺钉3.3.3.1圆柱头卸料螺钉圆柱头卸料螺钉尺寸规格见表3-363.3.3.2圆柱头内六角卸料螺钉圆柱头内六角卸料螺钉尺寸规格见表3-37。上一页返回3.4导向零件模具标准中有多种导柱、导套供不同使用场合选用。有用于铸铁滑动导向模架的A型导柱、导套和B型导柱、导套，用于铸铁滚动导向模架的C型导柱、导套；有用于钢板滑动导向模架的A型导柱、导套和用于钢板滚动导向模架的B型导柱、导套；有用于滑动导向模架的A型可卸导柱和用于滚动导向模架的B型可卸导柱；还有压板式导柱、导套、用于内导向的小导柱、导套以及切边模导柱、导套。模具标准对以上这些导柱、导套分别给予了不同的标准号。下面只介绍用于铸铁滑动导向模架的A型导柱、导套和B型导柱、导套尺寸规格。下一页返回3.4导向零件3.4.1导柱用于铸铁滑动导向模架的A型、B型导柱都为压入式（不可拆卸）导柱。A型导柱为直通式结构，全长只有一个基本尺寸

d按基轴制加工，与模座孔的配合为R7/h6或R7/h5。B型导柱为阶梯式结构，两头基本尺寸一样，但制造公差因两头配合性质不同而不一样，与模座孔固定部分加工成H7/r6配合。为便于装配，导柱固定端有3mm×3°的引入部分。A型导柱、B型导柱的结构型式和尺寸规格见表3-38。3.4.2导套A型导套、B型导套的结构型式和尺寸规格见表3-39。上一页下一页返回3.5固定及紧固零件3.5.1模柄模具标准列入了压入式模柄、旋入式模柄、凸缘模柄、槽形模柄、浮动模柄、推入式活动模柄、通用模柄的结构型式和尺寸规格，此外还有带柄的圆形、矩形上模座的结构型式和尺寸规格。限于篇幅，本章未给出浮动模柄、推入式活动模柄的模具标准。教材通常对各种模柄特征与使用有简单的说明。3.5.1.1压入式模柄相比其他模柄，压入式模柄装配后，模柄轴线与上模座有很好的垂直度，并且长期使用稳定可靠，模柄不会松动（可加骑缝销防转），是使用最广泛的模柄。例如多工位级进模用得最多的就是压入式模柄。该模柄的结构型式和尺寸规格见表3-40。上一页下一页返回3.5固定及紧固零件3.5.1.2旋入式模柄旋入式模柄通过螺纹与上模座连接，装配后模柄轴线与上模座垂直度显然不如压入式模柄，且在冲压的冲击振动下螺纹连接易松动，需加一骑缝螺钉防止模柄转动。模具开启导柱、导套不脱开时，为方便模柄的装拆，也可不加防转螺钉。该模柄的结构型式和尺寸规格见表3-41。3.5.1.3凸缘模柄安装凸缘模柄需在上模座上加工沉孔，沉孔底面表面粗糙度较差，与上模座的平行度也较差，所以装配后模柄的垂直度不如压入式模柄。此种模柄的优点在于凸缘以下部分可加工出容纳推板的形孔，此外装拆比较方便，适用于较大的模具。该模柄的结构型式和尺寸规格见表3-42。上一页下一页返回3.5固定及紧固零件3.5.1.4槽形模柄槽形模柄便于固定非圆凸模，凸模与模柄槽可取H7/m6配合。为防止拔出，模柄槽侧面打入两个横销，打入一侧的孔径比另一侧的大0.5mm，以方便横销打入。槽形模柄主要用于弯曲模，也可用于冲非圆孔的冲孔模、切断模等。如矩形凸模厚度大于模柄槽宽，则固定端取槽宽尺寸，端头或台肩之一与模柄贴紧。该模柄的结构型式和尺寸规格见表3-43。3.5.1.5通用模柄将快换凸模插入通用模柄的模柄孔（配合为H7/h6，用螺钉从模柄侧面将凸模固紧，就组成了通用冲孔模的上模。冲孔直径在一定范围内的凸模只要固定段有相同直径，就可随时更换。该模柄的结构型式和尺寸规格见表3-44。上一页下一页返回3.5固定及紧固零件3.5.2弹性元件3.5.2.1弹簧1.圆柱螺旋压缩弹簧圆柱螺旋压缩弹簧尺寸规格见表3-45。簧丝直径

d＞

5mm的弹簧规格可见该标准。2.强力弹簧强力弹簧由异形（较多的是扁圆形和矩形）截面钢丝绕制而成。与圆钢丝弹簧（即圆柱螺旋压缩弹簧）相比，异形截面弹簧具有体积小、变形量大（13%～

14%）、承载力强（约高出45%）的特点，因此习惯称为强力弹簧。弹簧选取后，若弹簧高度h0

与中径Dm

之比（即h0/Dm）＞

2.6时，要合理设计弹簧安装窝座或心轴，或两者并用。上一页下一页返回3.5固定及紧固零件与弹簧接触的窝座底部要平整，不能带有锥窝。弹簧安装在平底孔且无心轴时，孔的深度至少要相当于弹簧的两圈；安装时若有心轴，则心轴长度必须大于弹簧高度。每件强力弹簧都涂有颜色，既起防腐保护作用，又便于识别和维修更换，需要注意的是不同国家色标规定不同。我国标准采用扁圆形截面的强力弹簧，其尺寸规格见表3-46。3.聚胺醋橡胶聚胺醋橡胶是一种优良的弹性元件材料，其特点是弹性大、硬度高、耐磨、耐冲击、强度高。常将其制成带孔或不带孔的圆柱状或块状，在冲模中作为弹性元件用于卸料、压料、顶件等，亦称聚胺醋橡胶弹簧。聚胺醋橡胶的寿命比一般橡胶高得多，可达20万次以上。相同尺寸、相同硬度时，其允许的承载能力比一般橡胶大6～

8倍，近年来取代一般橡胶，在冲模中的使用日趋普遍。上一页下一页返回3.5固定及紧固零件较多厂商以圆柱形实心棒料、空心棒料或成型弹性体的形式供应市场，极大地方便了模具设计的选用。模具标准中聚胺醋弹性体的尺寸规格见表3-47。3.5.3螺钉和销钉冲模中广泛使用内六角螺钉（紧固可靠、螺钉头部不外露）和圆柱销钉。中、小型模具通常使用M6～

M12的螺钉和

4

～

10的销钉。一起使用时，销钉公称直径可取与螺钉的螺纹规格数值相同或小一个规格。上一页下一页返回3.5固定及紧固零件3.5.3.1内六角圆柱头螺钉内六角圆柱头螺钉的尺寸规格见表3-48。该表只列入了常用规格螺钉的主要尺寸，螺钉的更多规格及尺寸、材料选择等细节内容可见GB/T70.1-2000。3.5.3.2圆柱销圆柱销的尺寸规格见表3-49。更多规格及尺寸的圆柱销可见GB/T119.1-2000和GB/T119.2-2000。3.5.3.3模板上螺孔、销孔布置和螺钉、销钉的选择使用教材上通常会给出凹模刃壁与螺孔、销孔之间距离、螺钉旋入深度、销钉配合深度等数据资料（此略）。上一页下一页返回3.5固定及紧固零件冲模中的螺钉主要承受拉应力，其规格选用与数量可参考表3-50与表3-51，两个表的数据可参照选择使用。内六角螺钉通过孔尺寸与圆柱销使用说明可分别见表3-52、表3-53。上一页返回3.6冲模零件技术条件（摘自JB/T7653-1994）冲模零件技术条件标准适用于冲模零件（模架零件除外）。其中对冲模零件技术要求如下：1）零件的形式尺寸、精度、表面粗糙度和热处理等应符合有关零件标准的技术要求和本标准的规定。2）零件的材料除按有关零件标准规定的使用材料外，允许用代用材料，但代用材料的机械性能不得低于原定材料。3）零件图上未注明公差尺寸的极限偏差按GB1804规定的IT14级精度。4）零件图上未注明倒角尺寸，除刃口外所有锐边和锐角均应倒角或倒圆，视零件大小，倒角尺寸为0.5×45°～2×45°，倒圆尺寸为R=0.5～1mm。下一页返回3.6冲模零件技术条件（摘自JB/T7653-1994）5）零件图上未注明的铸造圆角半径为

R=3～5mm。6）铸件的非加工表面须清砂处理，表面应光滑平整，无明显凸凹缺陷。7）锻件不应有过热、过烧的内部组织和机械加工不能去除的裂纹，夹层及凹坑。8）加工后的零件表面，不允许有影响使用的砂眼、缩孔裂纹和机械损伤等缺陷。9）经热处理后的零件，不允许有影响使用的裂纹、软点和脱碳区，并清除氧化皮，脏物和油污。10）表面渗碳淬火的零件，所规定的渗碳层厚度为成品加工后的渗碳层厚度。上一页下一页返回3.6冲模零件技术条件（摘自JB/T7653-1994）11）钢制零件的非工作表面及非配合表面视使用要求应进行发黑处理。12）所有模座、凹模板、固定板、垫板等零件图上标明的平行度符号T值按表3-54的规定选取。13）凹模板、固定板等零件图上标明的垂直度公差符号T

值按表3-55的规定，在保证垂直度T

值要求下其表面粗糙度Ra

值允许降为1.6。14）通用模座在保证平行度要求下，其上、下二平面的表面粗糙度Ra

值允许降低为1.6。15）通用模座的起重孔为螺孔，螺孔的基本尺寸按GB196，公差按GB8197，经供需双方协议可改为钻孔。16）上述规定以外的技术要求由供需双方协定。上一页返回表3-1圆凸模返回下一页表3-1圆凸模（续）返回上一页上一页表3-2快换圆凸模（JB/T8057.3-1995）mm返回表3-3圆凹模与带肩圆凹模mm返回下一页表3-3圆凹模与带肩圆凹模（续）返回上一页表3-4圆凹模（JB/T5830-1991）返回表3-5矩形模板返回表3-6圆形模板返回表3-7始用挡料装置（JB/T7649.1-1994）返回表3-8弹簧芯柱（JB/T7649.2-1994）mm返回表3-9弹簧侧压装置（JB/T7649.3-1994）mm返回下一页表3-9弹簧侧压装置（JB/T7649.3-1994）（续）返回上一页表3-10侧压簧片（JB/T7649.4-1994）返回表3-11弹簧弹顶挡料装置（JB/T7649.5-1994）返回表3-12扭簧弹顶挡料装置（JB/T7649.6-1994）返回下一页表3-12扭簧弹顶挡料装置（JB/T7649.6-1994）（续）返回上一页表3-13回带式挡料装置（JB/T7649.7-1994）返回下一页表3-13回带式挡料装置（JB/T7649.7-1994）（续）返回上一页表3-14活动挡料销（JB/T7649.9-1994）返回下一页表3-14活动挡料销（JB/T7649.9-1994）（续）返回上一页表3-15固定挡料销（JB/T7649.10-1994）返回表3-16A型导正销（JB/T7642.1-1994）返回表3-17B型导正销（JB/T7642.2-1994）返回表3-18C型导正销（JB/T7642.3-1994）返回下一页表3-18C型导正销（JB/T7642.3-1994）（续）返回上一页表3-19D型导正销（JB/T7642.4-1994）返回表3-20侧刃（JB/T7648.1-1994）返回表3-21A型侧刃挡块（JB/T7648.2-1994）返回表3-22B型侧刃挡块（JB/T7648.3-1994）返回表3-23导料板（JB/T7648.5-1994）返回表3-24承料板（JB/T7648.6-1994）返回表3-25固定卸料板结构示意返回表3-26固定卸料板厚度

B返回图3-1固定卸料板安装示意图与尺寸返回表3-27紧固螺钉及导料板宽度返回表3-28弹性卸料板厚度B经验