情境三_冲裁模具结构及零部件设计

1、冲裁模具设计冲裁模具设计 通过这一部分的学习，使学生能够熟练通过这一部分的学习，使学生能够熟练掌握冲裁模具结构及零部件的设计方法。掌握冲裁模具结构及零部件的设计方法。 教学目标： 教学内容：教学内容：w冲裁模结构设计w冲裁模零部件设计3.1 冲裁模的典型结构3.1.1 单工序冲裁模在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。 落料模冲孔模单工序冲裁模分类优点优点：缺点缺点：适用适用：结构简单，制造成本低。效率低。批量少的产品。1-螺帽 2-导料螺钉 3-挡料销 4-弹簧5-凸模固定板 6-销钉 7-模柄 8-垫板 9-止动销 10-卸料螺钉 11-上模座 12-凸模 13-导套 14-导柱

2、15-卸料板16-凹模 17-内六角螺钉 18-下模座 导柱式单工序落料模3.1.1 单工序冲裁模（续）导柱式单工序冲孔模1-上模座 2、18-圆柱销 3-导柱 4-凹模 5-定位圈 6、7、8、15-凸模 9-导套10-弹簧11-下模座 12-卸料螺钉 13-凸模固定板 14-垫板 16-模柄 17-止动销19、20-内六角螺钉 21-卸料板 3.1.1 单工序冲裁模（续） 在压力机的一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道分离工序的模具。设计难点设计难点：如何在同一工作位置上合理地布置好几对凸、凹模结构上的主要特征主要特征：有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模优点优点：生产率高，冲裁件

3、的内孔与外缘的相对位置精度高，板料的定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小。缺点缺点： 结构复杂，制造精度要求高，成本高适用适用： 生产批量大、精度要求高的冲裁件3.1. 2 复合冲裁模复合冲裁模1）正装式复合模（又称顺装式复合模）结构特点结构特点：三套除料、除件装置优点优点：冲出的冲件平直度较高缺点缺点： 结构复杂，冲件容易被嵌入边料中影响操作。适用适用：冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，可以冲制孔边距离较小的冲裁件。2）倒装式复合模结构特点结构特点： 两套除料、除件装置优点优点： 结构简单缺点缺点：不宜冲制孔边距离较小的冲裁件3.1.2 复合冲裁模（续）复合冲裁模（续）

4、正装式复合模1-打杆 2-模柄 3-推板 4-推杆 5-卸料螺钉 6-凸凹模 7-卸料板 8-落料凹模 9-顶件块 10-带肩顶杆 11-冲孔凸模 12-挡料销 13-导料销 3.1.2 复合冲裁模（续）复合冲裁模（续） 1-下模座 2-导柱 3、20-弹簧 4-卸料板 5-活动挡料销 6-导套 7-上模座 8-凸模固定板 9-推件块 10-连接推杆 11-推板 12-打杆 13-模柄 14、16-冲孔凸模 15-垫板 17-落料凹模 18-凸凹模 19-固定板 21-卸料螺钉 22-导料销 倒装式复合模3.1.2 复合冲裁模（续）复合冲裁模（续） 3.2 冲裁模零部件设计冲裁模零部件设计冲裁

5、模零部件分类冲裁模零部件分类工艺零件工艺零件结构零件结构零件工作零件工作零件定位零件定位零件卸料与推件卸料与推件零部件零部件模架模架连接与固定零件连接与固定零件 凸模结构形式及其固定方法圆形凸模：圆形凸模：（1 1）台阶凸）台阶凸模刚性好，装模刚性好，装配修模方便；配修模方便；（2 2）与凸模）与凸模固定板配合部固定板配合部分采用过渡配分采用过渡配合合H7/m6H7/m6或或H7/n6H7/n6；（3 3）台肩保）台肩保证工作时凸模证工作时凸模不被拉出。不被拉出。快速更换的小凸模快速更换的小凸模用于较大直径凸模用于较大直径凸模用于较小直径凸模用于较小直径凸模3.2.1 3.2.1 工作零件设计

6、工作零件设计非圆形凸模：非圆形凸模：（1 1）挂台式凸模）挂台式凸模：小型凸模整体采用线切割加工，磨削：小型凸模整体采用线切割加工，磨削加工出挂台，采用挂台固定。加工出挂台，采用挂台固定。（2 2）直通式凸模：）直通式凸模：广泛用于截面形状复杂的大凸模，可广泛用于截面形状复杂的大凸模，可用线切割、成形铣或成形磨削加工，采用螺钉固定。用线切割、成形铣或成形磨削加工，采用螺钉固定。凸模结构形式及其固定方法3.2.1 3.2.1 工作零件设计（续）工作零件设计（续）凸凸模模长长度度的的确确定定如图所示，采用固定卸料板的模具凸模长度按下式计算123Lhhhh1h2h3hh式中 L凸模长度（mm）；凸模

7、固定板厚度（mm）；卸料板厚度（mm）；导料板厚度（mm）；增加长度，它包括凸模 的修磨量、凸模进入凹 模的深度（0.51mm）、 凸模固定板与卸料板之间 的安全距离等，一般取1020mm。3.2.1 3.2.1 工作零件设计（续）工作零件设计（续）如图所示，当采用弹压卸料板时，凸模长度按下式计算12Lhhth 式中 L凸模长度（mm）；材料厚度（mm）； 凸凸模模长长度度的的确确定定th凸模固定板厚度（mm）；卸料板厚度（mm）；增加长度，它包括凸模 的修磨量、凸模进入凹 模的深度（0.51mm）、 凸模固定板与卸料板之间 的安全距离等，一般取1020mm。1h2hth3.2.1 3.2.1

8、 工作零件设计（续）工作零件设计（续）凹凹模模洞洞口口类类型型凹模的结构设计凹模的结构设计凹模洞口的类型 3.2.1 3.2.1 工作零件设计（续）工作零件设计（续）3.2.1 3.2.1 工作零件设计（续）工作零件设计（续）凹模外形尺寸凹模外形尺寸凹模厚（高）度： H=kb，计算值一般要求大于15mm。其中k可以根据凹模刃口的最大尺寸b和板料厚度t查表确定。凹模壁厚：C=（1.52）H ，计算值一般要求大于3040mm。结合右图，我们可以算出凹模长度A=b+2c；凹模宽度B=刃口宽度+2c。 凹模外形尺寸 3.2.1 3.2.1 工作零件设计（续）工作零件设计（续）凹模的固定方法凹模的固定方

9、法3.2.2 定位零件设计定位零件设计定位零件： 用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。 条料的限位条料的限位：在与条料垂直的方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进，称为送进导向；在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（步距）称为送料定距。块料或工序件的定位块料或工序件的定位： 基本也是在两个方向上的限位，只是定位零件的结构形式与条料的有所不同而已。 属于送进导向送进导向的定位零件： 导料销、导料板等；挡料销、导正销等；属于送料定距送料定距的定位零件：属于块料或工序件块料或工序件的定位零件：定位销、定位板等。3.2.2 定位零件设计（续）定位零件设计（续）1导料销设计导料销：两个，位

10、于条料的同侧，从右向左送料时，导料销装在后侧；从前向后送料时，导料销装在左侧。 结构形式： 固定式、活动式1）固定挡料销 标准固定挡料销分为A型、B型两种，结构下图所示。广泛用于冲制中，小型冲裁件的挡料定距。 A型挡料销的销孔离凹模刃壁较远，对凹模的强度影响小。 B型挡料销的销孔离凹模刃壁较近，削弱了凹模的强度。 根据材料厚度t，查表可确定挡料销的高度h，根据h查冲压 模具设计手册可确定标准固定挡料销的型号，参数。图1-24 a)固定挡料销 b)钩形挡料销3.2.2 定位零件设计（续）定位零件设计（续）如图所示，对于小型倒装式复合模，一般采用活动式挡料销来定位板料。该类挡料销安装在弹压卸料板上

11、，与卸料板采用H8/d9配合。 活动挡料钉2）活动挡料销3.2.2 定位零件设计（续）定位零件设计（续）活动挡料销弹簧弹顶挡料装置扭簧弹顶挡料装置橡胶弹顶挡料装置回带式挡料装置 2）活动挡料销（续）活动挡料销类型如图所示，查冲压模具手册可确定其参数 3.2.3弹性卸料装置设计规范1卸料板；2弹性元件；3卸料螺钉；4小导柱弹性卸料装置弹性卸料装置类型及结构如图所示。3.2.3 弹性卸料装置设计规范（续）弹压卸料板的结构及尺寸如图所示，导向部分高度可取35mm，与凸模的单边间隙C 的数值见表1-20，厚度H 值见表1-21。在模具开启状态，卸料板顶面应高出模具工作零件刃口0.30.5mm，以便顺利

12、卸料。冲裁结束时，在垂直方向应保证卸料板与导料板之间的最小距离大于（0.10.3）t。3.2.3 弹性卸料装置设计规范（续）3.2.3 弹性卸料装置设计规范（续）弹簧选用3.2.3 弹性卸料装置设计规范（续）弹簧选用（续）3.2.3 弹性卸料装置设计规范（续）卸料螺钉选用3.2.3 弹性卸料装置设计规范（续）3.2.4 刚性推出装置设计1打杆；2推板；3推杆；4推件块刚性推件装置 对于小型倒装式复合模，通常由刚性推件装置将卡在凹模中的工件推出，刚性推件装置的结构如图所示。3.2.4 刚性推出装置设计（续）推件块是直接与制件接触的零件，截面形状一般与制件相同，但是设计时需要注意防止其从凹模内脱出

13、，所以一般其结构都是带挂台的凸缘式，如图1-39所示。推件块设计规范推件块设计规范3.2.4 刚性推出装置设计（续）推件块设计规范（续）推杆设计规范3.2.4 刚性推出装置设计（续）3.2.5 标准模架及导向零件标准模架及导向零件 通常所说的模架是由上模座、下模座、导柱、导套四个部通常所说的模架是由上模座、下模座、导柱、导套四个部分组成，一般标准模架不包括模柄。分组成，一般标准模架不包括模柄。 上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件，上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件，分别与压力机滑块和工作台连接，传递压力。分别与压力机滑块和工作台连接，传递压力。 上、下模间的精确位置

14、，由导柱，导套的导向来保证。上、下模间的精确位置，由导柱，导套的导向来保证。滑动导向模架相对于其他种类的模架具有价格便宜、加工方便、滑动导向模架相对于其他种类的模架具有价格便宜、加工方便、容易装配、操作维护方便的特点，因此，一般情况下可选择滑动容易装配、操作维护方便的特点，因此，一般情况下可选择滑动导向模架。导向模架。 滑动导向模架又分为滑动导向模架又分为4种类型，如图种类型，如图2.8.3所示，特点及应用所示，特点及应用场合见表场合见表1-231.模架类型的确模架类型的确定定3.2.5 3.2.5 标准模架及导向零件标准模架及导向零件图 2.8.30 滑动式导柱导套模架1.模架类型的确定（续

15、）模架类型的确定（续）3.2.5 标准模架及导向零件（续）标准模架及导向零件（续）1.模架类型的确定（续）模架类型的确定（续）3.2.5 标准模架及导向零件（续）标准模架及导向零件（续）3.2.5 标准模架及导向零件（续）标准模架及导向零件（续）1-上模座；2-导柱；3-导套；4-下模座；5-压板； 6-螺钉；7-特殊螺钉；8-注油孔 图 2.8.32 滑动式导柱导套结构及装配3. 导向零件规格的确定导向零件规格的确定3.2.5 标准模架及导向零件标准模架及导向零件（续）（续）图1-46 冲裁模具闭合高度计算 图1-47 上下模板与导套、导柱装配关系 3. 导向零件规格的确定（续）导向零件规格

16、的确定（续）3.2.5 标准模架及导向零件（续）标准模架及导向零件（续）3. 导向零件规格的确定（续）导向零件规格的确定（续）3.2.5 标准模架及导向零件（续）标准模架及导向零件（续）3. 导向零件规格的确定（续）导向零件规格的确定（续）3.2.6 连接及固定零件设计1.压入式模柄设计规范 小型模具上模座一般采用模柄与压力机滑块连接，模柄与模 座孔采用H7/m6或H7/h6配合，并可加销钉以防转动。 压入式模柄结构如图1-48所示，这种模柄可较好保证轴线 与上模座的垂直度，适用于各种中、小型冲模，生产中最常见。 可根据所用的压力机的滑块孔的尺寸确定模柄的直径和长度. d =D滑块孔的直径 L

17、-L1=H滑块孔的深度-1015mmd LL1, 见图1-48模柄已标准化，根据d、L查附录F选用标准模柄。3.2.6 连接及固定零件设计(续）图1-48 模柄的结构型式 1.压入式模柄设计规范（续） 固定板主要用于固定小型的凸模和凹模。将凸模或凹模按一定相对位置压入固定板后，作为一个整体安装在上模座或下模座上。 固定板分为圆形固定板和矩型固定板两种。 固定板的厚度按凹模厚度的0.60.8倍确定，一般取620mm。 如果冲压材料厚3mm以上，固定板也可取25mm。 固定板已标准化，根据厚度和轮廓尺寸查附录F选用标准固定板。2.固定板设计规范3.2.6 连接及固定零件设计(续)3.2.6 连接及固定零件设计(续) 垫板的作用是直接承受凸模的压力，以降低模座所受的力，防止模座被局部压陷。 垫板的厚度一般取810mm，轮廓尺寸可取与凹模板一致。垫板已标准化，根据垫板厚度和轮廓尺寸查附录F选取标准垫板。3. 垫板设计规范 3.2.6 连接及固定零件设计(续)