冲模结构及设计课件.pptx

2022/6/28 第七章第七章 冲模结构及设计冲模结构及设计本章教学目的：本章教学目的： 了解冲模的类型、组成；了解冲模的类型、组成； 了解冲模的结构特点；了解冲模的结构特点； 掌握冲模零部件的设计计算方法；掌握冲模零部件的设计计算方法； 了解冲模与冲压设备之间的关系；了解冲模与冲压设备之间的关系； 了解冲压设备的选择方法了解冲压设备的选择方法2022/6/28 按按工序性质工序性质可分为冲裁模（落料模、冲孔模、切断模、切口模、切可分为冲裁模（落料模、冲孔模、切断模、切口模、切 边模、边模、 剖切模）、弯曲模、拉深模、翻边模、胀形模等；剖切模）、弯曲模、拉深模、翻边模、胀形模等； 按按工序组合方式工序组合方式可分为可分为单工序模单工序模、复合模复合模和（多工位）和（多工位）级进模级进模；p 按上、下模的导向方式可分为无导向的开式模和有导向的导板模、 导柱模、导筒模等； p 按凸、凹模的材料可分为硬质合金冲模、钢皮冲模、锌基合金 冲模、聚氨酯冲模等；p 按凸、凹模的结构和布置方法可分为整体模和镶拼模，正装模和倒 装模； p 按自动化程度可分为手工操作模、半自动模和自动模 7-1 冲模的分类及组成冲模的分类及组成一、冲模的分类一、冲模的分类2022/6/28 批量批量项目项目单件单件小批量小批量中批量中批量大批量大批量大量大量大件大件中件中件小件小件1130010005000模具模具形式形式简易模简易模组合模组合模简单模简单模简单模简单模组合模组合模简易模简易模级进模、复合模级进模、复合模简单模简单模半自动模半自动模级进模、复合模级进模、复合模简单模简单模自动模自动模级进模级进模复合模复合模设备设备形式形式通用压力机通用压力机 通用压力机通用压力机高速压力机高速压力机自动和半自动机自动和半自动机通用压力机通用压力机机械化高速压力机、机械化高速压力机、自动化自动化专用压力机专用压力机自动机自动机冲压件生产批量与合理模具形式冲压件生产批量与合理模具形式注：表内数字为每年（单班）产量的概略数值（千件）注：表内数字为每年（单班）产量的概略数值（千件）2022/6/28比较项目比较项目复合模复合模级进模级进模冲压精度冲压精度高级和中级精度（高级和中级精度（35级）级）中级和低级精度（中级和低级精度（58级）级）制件形状特点制件形状特点零件的几何形状与尺寸受到模具结构零件的几何形状与尺寸受到模具结构与强度方面的限制与强度方面的限制可以加工复杂、特殊形状的零可以加工复杂、特殊形状的零件，如宽度很小的异形件等件，如宽度很小的异形件等制件质量制件质量由于压料冲裁同时得到校平、制件平由于压料冲裁同时得到校平、制件平整（不弯曲）且有较好的剪切断面整（不弯曲）且有较好的剪切断面中、小件不平整（弯曲），高中、小件不平整（弯曲），高质量件需校平质量件需校平生产效率生产效率制件被顶到模具工作面上，必须用手制件被顶到模具工作面上，必须用手工或机械排除，生产效率稍低工或机械排除，生产效率稍低工序间自动送料，可以自动排工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高除制件，生产效率高使用高速自动使用高速自动压力机压力机操作时出件困难，可能损坏弹簧缓冲操作时出件困难，可能损坏弹簧缓冲机构，不作推荐机构，不作推荐可在行程次数为每分钟可在行程次数为每分钟400次或次或更高的高速压力机上工作更高的高速压力机上工作工作安全性工作安全性手需伸入模具的工作区，不安全，需手需伸入模具的工作区，不安全，需采用技术安全措施采用技术安全措施手不需伸入模具的工作区，比手不需伸入模具的工作区，比较安全较安全多排冲压法的多排冲压法的应用应用很少采用很少采用广泛用于尺寸较小的制件广泛用于尺寸较小的制件模具制造工作模具制造工作量和成本量和成本冲裁复杂形状零件比级进模低冲裁复杂形状零件比级进模低冲裁简单形状零件比复合模低冲裁简单形状零件比复合模低级进模与复合模性能比较级进模与复合模性能比较2022/6/28二、冲模零部件的组成二、冲模零部件的组成2022/6/287-2 冲模零部件的设计计算冲模零部件的设计计算 冲模必须满足三项基本要求：冲模必须满足三项基本要求：l 制件的形状、尺寸与位置精度必须符合图样的制件的形状、尺寸与位置精度必须符合图样的技术要求技术要求l 必须保证批量生产制件的必须保证批量生产制件的互换性要求互换性要求l 必须保证模具长期服役条件下的必须保证模具长期服役条件下的可靠性要求可靠性要求 模具主要零件的结构设计，就是确定工作零件、定模具主要零件的结构设计，就是确定工作零件、定位零件、卸料和出件零件、导向零件以及连接与固定零位零件、卸料和出件零件、导向零件以及连接与固定零件的件的结构形式结构形式和和固定方法固定方法。

在设计时，要考虑到零部件的在设计时，要考虑到零部件的加工工艺性加工工艺性和和装配工装配工艺性艺性2022/6/28（1）凸模的结构形式及其固定方法）凸模的结构形式及其固定方法一、工作零件设计一、工作零件设计p 凸模及凸模组件设计凸模及凸模组件设计 圆形凸模：圆形凸模： 阶梯式阶梯式、快换式快换式 台肩固定、螺钉压紧台肩固定、螺钉压紧2022/6/28 非圆形凸模：非圆形凸模： 阶梯式阶梯式、直通式直通式 台肩固定、铆接、台肩固定、铆接、 粘结剂浇注法固定粘结剂浇注法固定2022/6/28小孔：小孔： dt或或d1 mm的圆孔和面积的圆孔和面积A1 mm2的异形孔的异形孔 提高其强度和刚度的措施：提高其强度和刚度的措施： 冲小孔凸模加保护与导向冲小孔凸模加保护与导向: 加保护套加保护套 采用短凸模的冲孔模采用短凸模的冲孔模 在冲模的其它结构设计与制造上采取保护小凸模措施在冲模的其它结构设计与制造上采取保护小凸模措施提高模架刚度和精度的措施：提高模架刚度和精度的措施： 采用较大的冲裁间隙；采用较大的冲裁间隙； 保证凸、凹模间隙的均匀性并减小工作表面粗糙度等；保证凸、凹模间隙的均匀性并减小工作表面粗糙度等； 采用采用斜刃壁凹模斜刃壁凹模以减小冲裁力。

以减小冲裁力 冲小孔凸模冲小孔凸模2022/6/28冲小孔凸模冲小孔凸模2022/6/28 当当采用刚性卸料板和导料板采用刚性卸料板和导料板时，其凸模长度按下式计算：时，其凸模长度按下式计算： （2）凸模长度尺寸计算）凸模长度尺寸计算凸模固定板凸模固定板刚性卸料板刚性卸料板导料板导料板有时做有时做为一体为一体2022/6/28 当当采用弹性卸料板采用弹性卸料板时，其凸模长度按下式计算：时，其凸模长度按下式计算：2022/6/28 形状简单且模具寿命要求不高的凸模可选用形状简单且模具寿命要求不高的凸模可选用T8A、T10A等材料；形状等材料；形状复杂且模具有较高寿命要求的凸模应选复杂且模具有较高寿命要求的凸模应选Cr12、Cr12MoV、CrWMn等制造，等制造，HRC取取5862；要求高寿命、高耐磨性的凸模，可选硬质合金材料要求高寿命、高耐磨性的凸模，可选硬质合金材料 （3）凸模技术要求）凸模技术要求（4）凸模的图纸技术规范）凸模的图纸技术规范2022/6/28（5）凸模强度和刚度）凸模强度和刚度 凸模承载能力校核凸模承载能力校核圆形凸模圆形凸模非圆凸模非圆凸模2022/6/28 凸模抗失稳弯曲能力校核凸模抗失稳弯曲能力校核: :凸模无导向装置凸模无导向装置凸模有导向装置凸模有导向装置对于其他各种断面的凸模对于其他各种断面的凸模 ：对于其他各种断面的凸模对于其他各种断面的凸模 ：注意注意量纲量纲 ： lmax/mm， d/mm，I/mm4，F/N2022/6/28（1）凹模刃口形式：直筒形、锥形）凹模刃口形式：直筒形、锥形p 凹模结构设计凹模结构设计（2）凹模外形结构）凹模外形结构 及其固定方法及其固定方法外形外形：圆形、矩形圆形、矩形1凹模凹模 2模板（座）模板（座）3凹模固定板凹模固定板 4垫板垫板 2022/6/28（3）整体式凹模轮廓尺寸的确定）整体式凹模轮廓尺寸的确定 凹模厚度凹模厚度 H : H=Kb（15 mm） 凹模厚度凹模厚度 C ： C=（1.52）H （3040 mm） （4）凹模技术要求）凹模技术要求凹模材料选择一般与凸模一样，但热处理后的硬度应略高于凹模材料选择一般与凸模一样，但热处理后的硬度应略高于凸模，凸模，HRC取取6064； 凹模孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上下平面应保持平行；凹模孔轴线应与凹模顶面保持垂直，上下平面应保持平行； 凹凹模孔的表面有粗糙度的要求模孔的表面有粗糙度的要求 Ra= 0.80.4m。

2022/6/28p 凸凹模凸凹模 凸凹模：复合模中同时具有凸模和凹模作用的工作零件凸凹模：复合模中同时具有凸模和凹模作用的工作零件 凸凹模的最小壁厚值凸凹模的最小壁厚值，目前一般按经验数据确定目前一般按经验数据确定 2022/6/28q 条料两个方向的限位条料两个方向的限位: 送进导向，送料定距送进导向，送料定距（1）送料方向的定位零件）送料方向的定位零件:导料销、导料板、侧压板等导料销、导料板、侧压板等 导料板结构：导料板结构：二、定位零件的设计二、定位零件的设计2022/6/28侧压装置：侧压装置： 2022/6/28分类：挡料销、导正销、侧刃分类：挡料销、导正销、侧刃 l 挡料销挡料销（2）送料步距的定位零件）送料步距的定位零件 固定挡料销固定挡料销2022/6/28 活动挡料销活动挡料销2022/6/28 始用挡料销始用挡料销2022/6/28l 导正销导正销使用目的使用目的: : 消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差 主要主要用于用于级进模级进模配合使用配合使用：与挡料销或与侧刃配合使用与挡料销或与侧刃配合使用 后者粗定位，前者精定位后者粗定位，前者精定位 结构组成结构组成：导入部分：圆锥形的头部导入部分：圆锥形的头部导正部分：圆柱形导正部分：圆柱形2022/6/28l 侧刃侧刃侧刃侧刃：在级进模中，为了限定条料送进距离，在条料侧边冲切：在级进模中，为了限定条料送进距离，在条料侧边冲切 出一定尺寸缺口的凸模。

出一定尺寸缺口的凸模 特点特点：定距精度高、可靠定距精度高、可靠适用适用：薄料、定距精度和生产效率要求高的情况薄料、定距精度和生产效率要求高的情况侧刃结构侧刃结构按侧刃工作端面形状分按侧刃工作端面形状分按侧刃截面形状分按侧刃截面形状分 I 型型II 型型长方形侧刃长方形侧刃成形侧刃成形侧刃结构简单、结构简单、定位欠准确定位欠准确 制造困难、制造困难、定位准确定位准确用于厚度为用于厚度为1mm以上以上PlayPlay2022/6/28Play2022/6/28侧刃结构侧刃结构2022/6/281-导料板导料板 2-侧刃挡块侧刃挡块 3-侧刃侧刃 4-条料条料 尖角形侧刃尖角形侧刃特殊侧刃特殊侧刃2022/6/28分类：分类：定位销、定位板定位销、定位板 定位方式：定位方式：外缘定位和内孔定位外缘定位和内孔定位 q 毛坯定位零件毛坯定位零件l 外缘定位外缘定位2022/6/28l 内孔定位内孔定位2022/6/28q 卸料零件卸料零件与卸料方式与卸料方式三、卸料与推件零件的设计三、卸料与推件零件的设计 刚性卸料装置刚性卸料装置2022/6/281凸模凸模2卸料螺钉卸料螺钉3弹性元件弹性元件4卸料板卸料板5凹模凹模6推件块推件块7推杆推杆 弹性卸料装置弹性卸料装置2022/6/28 废料切刀废料切刀 2022/6/28q 推件、顶件装置推件、顶件装置 1 1滑块滑块2 2挡铁挡铁3 3横梁横梁4 4推杆推杆 向下推出的机构称为推件，一般装在上模内；向下推出的机构称为推件，一般装在上模内；向上顶出的机构称为顶件，一般装在下模内。

向上顶出的机构称为顶件，一般装在下模内 推件装置推件装置2022/6/281顶件块顶件块2凹模凹模3托杆托杆4橡胶橡胶5托板托板6支承板支承板7拉杆拉杆 弹性顶件装置弹性顶件装置2022/6/28 弹簧属标准件，在模具中应用最多的是圆柱螺旋压缩弹。