沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計

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1、 沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 沖裁模是沖裁工序所用的模具。沖裁模的結(jié)構(gòu)型式很多，為研究方便，對沖裁?？砂床煌奶卣鬟M行分類。 1．按工序性質(zhì)可分為落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等； 2．按工序組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級進模； 3．按上、下模的導(dǎo)向方式可分為無導(dǎo)向的開式模和有導(dǎo)向的導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模、導(dǎo)筒模等。 4．按凸、凹模的材料可分為硬質(zhì)合金沖模、鋼皮沖模、鋅基合金沖模、聚氨脂沖模等； 5．按凸、凹模的結(jié)構(gòu)和布置方法可分為整體模和鑲拼模，正裝模和倒裝模。 6．按自動化程度可分為手工操作模、半自動模、自動模。 ? 分類的方法

2、還比較多，上述的各種分類方法從不同的角度反映了模具結(jié)構(gòu)的不同特點。下面以工序組合方式，分別分析各類沖裁模的結(jié)構(gòu)及其特點。 單工序沖裁模 ? ??單工序沖裁模指在壓力機一次行程內(nèi)只完成一個沖壓工序的沖裁模，如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模等。 (一)落料模 ??? 落料模常見有三種形式： ????1．無導(dǎo)向的敞開式落料模，其特點是上、下模無導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，沖裁間隙由沖床滑塊的導(dǎo)向精度決定?？捎眠吔怯嗔蠜_裁。常用于料厚而精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn)。 ????2．導(dǎo)板式落料模，是將凸模與導(dǎo)板間(又是固定卸料板)選用H7／h6的間隙配合，且該間隙

3、小于沖裁間隙?；爻虝r不允許凸模離開導(dǎo)板，以保證對凸模的導(dǎo)向作用。它與敞開式模相比，精度較高，模具壽命長，但制造要復(fù)雜一些常用于料厚大于 0.3mm的簡單沖壓件(圖1)。 1—下模座;2—銷;3—導(dǎo)板;4—銷;5—檔料釘;6—凸模;7—螺釘 8—上模座；9—銷；10、墊板；11—凸模固定板；12—螺釘；13—導(dǎo)料板14—凹模；15—螺釘 圖 1 導(dǎo)板式落料模 ????3．圖2是帶導(dǎo)柱的彈頂落料模。上下模依靠導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，間隙容易保證，并且該模具采用彈壓卸料和彈壓頂出的結(jié)構(gòu)，沖壓時材料被上下壓緊完成分離。零件的變形小，平整度高。該種結(jié)構(gòu)廣泛用于材料厚度較小，且有平面度要求的

4、金屬件和易于分層的非金屬件。 1-上模座；2-卸料彈簧；3-卸料螺釘；4-螺釘；5-模柄；6-防轉(zhuǎn)銷；7-銷；8-墊板；9-凸模固定板；10-落料凸模；11-卸料板；12-落料凹模； 13-頂件板；14-下模座;15-頂桿；16-板；17-螺栓；18-固定擋料銷；19-導(dǎo)柱；20-導(dǎo)套；21-螺母；22-橡皮 圖 2 導(dǎo)柱式落料模  (二)沖孔模 ? ??沖孔模的結(jié)構(gòu)與一般落料模相似。但沖孔模有其自己的特點，特別是沖小孔模具，必須考慮凸模的強度和剛度，以及快速更換凸模的結(jié)構(gòu)。在已成形零件側(cè)壁上沖孔時，要設(shè)計凸模水平運動方向的轉(zhuǎn)換機構(gòu)。 ????１．沖側(cè)孔模 ?

5、?? 圖 3是在成形零件的側(cè)壁上沖孔。圖a)是采用的是懸臂式凹模結(jié)構(gòu)，可用于圓筒形件的側(cè)壁沖孔、沖槽等。毛坯套入凹模體 3，由定位環(huán)7控制軸向位置。此種結(jié)構(gòu)可在側(cè)壁上完成多個孔的沖制。在沖壓多個孔時，結(jié)構(gòu)上要考慮分度定位機構(gòu)。圖 b)是依靠固定在上模的斜楔1來推動滑塊4，使凸模5作水平方向移動，完成筒形件或U形件的側(cè)壁沖孔、沖槽、切口等工序。  圖 3 側(cè)壁沖孔模 ??? 斜楔的返回行程運動是靠橡皮或彈簧完成。斜楔的工作角度α以 40°～４５°為宜。40°的斜楔滑塊機構(gòu)的機械效率最高，45°時滑塊的移動距離與斜楔的行程相等。需較大沖裁力的沖孔件，α可采用 35°，以增大水平推力。此

6、種結(jié)構(gòu)凸模常對稱布置，最適宜壁部對稱孔的沖裁。 ????２．小孔沖模 (圖4) ??? 這副模具沖制的工件如圖右上角所示。工件板厚 4mm，最小孔徑為05t。模具結(jié)構(gòu)采用縮短凸模長度的方法來防止其在沖裁過程中產(chǎn)生彎曲變形而折斷。采用這種結(jié)構(gòu)制造比較容，凸模使用壽命也較長。這副模具采用沖擊塊 5沖擊凸模進行沖裁工作。小凸模由小壓板7進行導(dǎo)向，而小壓板由兩個小導(dǎo)柱 6進行導(dǎo)向。當上模下行時，大壓板8與小壓板7先后壓緊工件，小凸模 2、3、4上端，露出小壓板7的上平面，上模壓縮彈簧繼續(xù)下行，沖擊塊5沖擊凸模 2、3、4對工件進行沖孔。卸件工作由大壓板8完成。厚料沖小孔模具的凹模洞口漏料

7、必須通暢，防止廢料堵塞損壞凸模。沖裁件在凹模上由定位板 9與1定位，并由后側(cè)壓塊 10使沖裁件緊貼定位面。  圖 4 超短凸模的小孔沖模 復(fù)合沖裁模 圖 5 復(fù)合模的基本結(jié)構(gòu) ??? 在壓力機的一次工作行程中，在模具同一部位同時完成數(shù)道沖壓工序的模具，稱為復(fù)合沖裁模。復(fù)合模的設(shè)計難點是如何在同一工作位置上合理地布置好幾對凸、凹模。 ??? 圖 5是落料沖孔復(fù)合模的基本結(jié)構(gòu)。在模具的一方是落料凹模，中間裝著沖孔凸模；而另一方是凸凹模，外形是落料的凸模，內(nèi)孔是沖孔的凹模。若落料凹模裝在上模上，稱為倒裝復(fù)合模；反之，稱為順裝復(fù)合模。 ? ??復(fù)合模的特點是：結(jié)構(gòu)

8、緊湊，生產(chǎn)率高，制件精度高，特別是制件孔對外形的位置度容易保證。另一方面，復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對模具零件精度要求較高，模具裝配精度也較高。 (一)倒裝復(fù)合模 1—凸模；2—凹模；3—上模固定板；4、16—墊板；5—上模板；6—模柄；7—推桿 8—推塊；9—推銷；10—件塊；11、18—活動檔料銷；12—固定擋料銷；13—卸料板； 14—凸凹模；15—下模固定板；17—下模板；19—彈簧； 圖 6 墊圈復(fù)合沖裁模 ? ??圖 6是沖制墊圈的倒裝復(fù)合模。落料凹模2在上模，件1是沖孔凸模，件14為凸凹模。倒裝復(fù)合模一般采用剛性推件裝置把卡在凹模中的制件推出。剛性推件裝置由推

9、桿7、推塊8、推銷9推動推件塊，推出制件。廢料直接由凸模從凸凹模內(nèi)孔推出。凸凹模洞口若采用直刃，則模內(nèi)有積存廢料，脹力較大，當凸凹模壁厚較薄時，可能導(dǎo)致脹裂。倒裝復(fù)合模的凹模最小壁厚，可查閱有關(guān)設(shè)計資料。 ??? 采用剛性推件的倒裝復(fù)合模，條料不是處于被壓緊狀態(tài)下沖裁，因而制件的平直度不高。適宜厚度大于 0.3mm的板料。若在上模內(nèi)設(shè)置彈性元件，采用彈性推件，則可沖較軟且料厚在 0.3mm以下，平直度較高的沖裁件。 (二)順裝復(fù)合模 圖 7 順裝復(fù)合沖模 ? ??圖 7是一順裝復(fù)合模結(jié)構(gòu)。它的特點是沖孔廢料可從凸凹模中推出，使型孔內(nèi)不積聚廢料，使凸凹模漲裂力小，故壁厚

10、可比倒裝復(fù)合模最小壁厚小。 ?級進沖裁模 ??? 級進模 (又稱連續(xù)模、跳步模)，是指壓力機在一次行程中，依次在模具幾個不同的位置上同時完成多道沖壓工序的沖模。整個制件的成形是在級進過程中逐步完成的。級進成形是屬工序集中的工藝方法，可使切邊、切口、切槽、沖孔、塑性成形、落料等多種工序在一副模具上完成。級進?？煞譃槠胀夁M模和多工位精密級進模。多工位精密級進模我們將作為一專題在后續(xù)章節(jié)中討論。 ? 由于用級進模沖壓時，沖裁件是依次在幾個不同位置上逐步成形的，因此要控制沖裁件的孔與外形的相對位置精度就必須嚴格控制送料步距。為此，級進模有兩種基本結(jié)構(gòu)類型：用導(dǎo)正銷定距的級進模與用側(cè)

11、刃定距的級進模。 (一)用導(dǎo)正銷定距的級進模 1—模柄；2—螺釘；3—沖孔凸模；4—落料凸模；5—導(dǎo)正銷6—固定檔料銷；7—始用檔料銷 圖 8 用導(dǎo)正銷定距的沖孔落料級進模 ??? 圖 8是用導(dǎo)正銷定距的沖孔落料級進模。上、下模用導(dǎo)板導(dǎo)向。沖孔凸模3與落料凸模4之間的距離就是送料步距 A。材料送進時由固定擋料銷6進行初定位，由兩個裝在落料凸模上的導(dǎo)正銷5進行精定位。導(dǎo)正銷與落料凸模的配合為H7／r6，其連接應(yīng)保證在修磨凸模時的裝拆方便。導(dǎo)正銷頭部的形狀應(yīng)有利于在導(dǎo)正時插入已沖的孔，它與孔的配合應(yīng)略有間隙。為了保證首件的正確定距，在帶導(dǎo)正銷的級進模中，常采用始用擋料裝置

12、。它安裝在導(dǎo)板下的導(dǎo)料板中間。在條料沖制首件時，用手推始用擋料銷 7，使它從導(dǎo)料板中伸出來抵住條料的前端即可沖第一件上的兩個孔。以后各次沖裁由固定擋料銷 6控制送料步距作初定位。 ??? 用導(dǎo)正銷定距結(jié)構(gòu)簡單。當兩定位孔間距較大時，定位也較精確。但是它的使用受到一定的限制。當板料太薄 (一般為t＜0.3mm)或較軟的材料，導(dǎo)正時孔邊可能有變形，因而不宜采用。 (二)采用側(cè)刀定距的級進模  圖 9 雙側(cè)刃沖孔落料級進模 ??? 圖 9為沖裁接觸環(huán)雙側(cè)刃定距的級進模。它與圖2—38相比，特點是：用側(cè)刃2代替了始用擋料銷、擋料釘和導(dǎo)正銷。用彈壓導(dǎo)卸板 7代替了固定卸料板。本模具

13、采用前后雙側(cè)刃對角排列，可使料尾的全部零件沖下。彈壓卸料板 7裝于上模，用卸料螺釘6與上模座連接。它的作用是：當上模下降、凸模沖裁時，彈簧 11(可用橡皮代替)被壓縮而壓料；當凸?；爻虝r，彈簧回復(fù)推動卸料板卸料。 ??? 圖 10為彈壓導(dǎo)板級進模。此類模具的特點是：各凸模(如件7)與固定板6成間隙配合(普通導(dǎo)柱模多為過渡配合 )，凸模的裝卸、更換方便；凸模以彈壓導(dǎo)板導(dǎo)向，導(dǎo)向精度高；彈壓導(dǎo)板 2由安裝下模座14上的導(dǎo)柱1和10導(dǎo)向，導(dǎo)板由六根卸料螺釘5與上模連接，因此能消除壓力機導(dǎo)向誤差對模具的影響，模具壽命長，零件質(zhì)量好。 1—導(dǎo)柱；2—彈壓導(dǎo)板；3—導(dǎo)套；4—導(dǎo)板鑲塊；5—卸料螺釘；6—凸模固定 板； 7—凸模；8—上模座9—限制柱；10—導(dǎo)柱；11—導(dǎo)套；12—導(dǎo)料板； 13—凹模；14—下模座；15—側(cè)刃檔塊 圖 10 彈壓導(dǎo)板級進模