冲压模具知识讲座

冲裁模设计一、简单冲裁模二、复合冲裁模三、连续冲裁模四、凸模、凹模工作部分尺寸计算五、冲压工艺的编制冲裁模有落料模、冲孔模、切口模、切边模等。冲裁模设计要确定凸凹模刃口的形状尺寸和精度、配合间隙，以及选择进料定位、出件方式等。一、简单冲裁模简单冲裁模与复合冲裁模，连续冲裁模的区别在于它是单工序冲模，即在一次工作行程中，只完成一个工序。简单冲裁模从凸模、凹模的装配位置可区分为顺装式、倒装式。从工作出模方式又可分为上出件、下出件和打料出件。从卸料方式上分为刚性卸料和弹性卸料。顺装冲裁模的卸料可采用弹性卸料装置，也可采用刚性卸料装置。卸料装置是利用卸料板与凸模产生的相对运动，将凸模上的废料刮下。弹性卸料板装在凸模所在的模座上，刚性卸料板则装置在凹模口端面上。如图所示为顺装式冲裁模。倒装冲裁模的凹模安装在上模板上，所以工件只能从上模板上的凹模孔内顶出或利用弹簧或橡皮顶件器顶出，也可利用打料杆刚性打出。顶料板应高出凹模口面1—3mm。大、中型工件的落料一般都采用打料出件。打杆应具有一定的硬度，一般都需淬火处理。倒装冲裁模的卸料一般只用弹性卸料，卸料板利用弹簧或橡皮推动，也有用气垫推动的。弹簧、橡皮可装在下模板上,也可装在压力机的工作台下面。小件冲裁模，特别是高速冲裁，弹性卸料板必须带有导向装置，以避免凸模承受侧压力。卸料弹簧的布置也必须考虑到卸料力的平衡。大件冲裁模除常用做大型坯件的落料外，还做大件的切口、切断、切废料等。大件落料模的出件要避免工作碰伤，由于下出件要影响到模具的结构和强度，所以大、中件一般都采用刚性打料从上面出件，顶件端面可连接橡皮作缓冲以保护工件。冲孔模按孔径与板厚比例关系分为小孔冲模(包括窄缝冲模)、常规冲孔模。在冲孔模结构中，凸模常做成阶梯形状以增加强度和刚度。凸模结构应考虑装配的快速性及可互换性，导向的可靠性等要求。在高速冲孔时要考虑模具的散热冷却问题，厚板冲裁的凸模需要设剪切角，凸模进入凹模孔的长度一般为1—3mm。某车后裙板冲裁模某车顶盖左右侧内板落料模局部图大件冲裁模除常用做大型坯件的落料外，还做大件的切口、切断、切废料等。二、复合冲裁模几个工序能同时在一个工位上完成的冲压模具统称为复合模。复合冲裁模是指几个冲裁工序复合一起的冲裁模，如图（下页）所示为冲孔、落料两冲裁工序的倒装复合模，冲裁工序还常与弯曲、拉深、成形等工序组成多工序复合模。复合模的优点是结构紧凑、生产效率高，工件精度高。工件内外形的同轴度偏差可达土0.02～0．04mm，特别适合薄料(料厚t可小至0．05mm)的冲裁。模具对进料的要求没有连续模那样严格，即对不规则的边角材料也能用。倒装落料冲孔复合模模具应用举例:材料：紫铜料厚：0.5倒装落料冲孔复合模模具零件名称：l—下模座；2—螺钉；3—导柱；4—复位弹簧；5—弹性卸料板；6—活动定位销；7—连接螺钉；8—导套；9—上模座；10—固定板；11—顶件块；12—顶杆；13—打料板；14—打料杆；15—模柄；16—紧固螺钉；17—凸模；18—上垫板；19—凸模；20—落料凹模，21—凸凹模，22—凸凹模固定板。复合模也分倒装式和顺装式。凸凹模在下模板上的称倒装式(见上页倒装落料冲孔复合模)。倒装式复合模的冲孔废料直接由下模排出，装配和维修比顺装式好，所以采用较多。对于薄材料，复合模最好采用浮动式模柄。倒装落料冲孔复合模的结构见右图•如图（下页顺装落料拉深复合模）所示的凸凹模15装于上摸座上。而落料凹模9与拉深凸模2则装于下模座上。工作时，首先由凸凹模与落料凹模完成落料工序，然后压边圈8将所得落料毛坯紧压在凸凹模端面，随着凸凹模的下行，由拉探凸模及凸凹模完成工件的拉深工序，最后通过推件块20与拉深凸模使工件底部圆弧戎形。该冲模采用固定定位销5定位，刚性卸料板10卸料，并用推件块将工件从凸凹模中推出。顺装落料拉深复合模的结构见下图顺装落料拉深复合模：1—连接螺钉；2—紧固螺钉；3—压料杆；4—下模座；5—固定定位销；6—连接螺钉；7—L形板；8—压边圈；9—凹模；10—上模座；11—刚性卸料板；12—导套；13—定位板；14—定位销；15—凸凹模；16—螺钉；17—限位螺钉；18—连接杆；19—模柄；20—推件块；21—凸模；22—定位螺钉；23—定位销；24—导柱。三、连续冲裁模•连续冲裁模是连续冲模中之一种，连续模又称级进模、跳步模。它能在压力机一次行程中，在不同工位上连续冲出一个或多个制件，生产效率很高，对于一些无法在复合模上进行生产的小件，往往可采用连续模生产。在一般情况下，连续模的制件精度较复合模低些，近来，由于模具加工技术的提高，出现了高精度连续模，其制件，可以达到较高的精度。制件－垫圈类零件如图7—5所示为一垫圈类零件的落料冲孔连续模。该冲模有两个工步，第一工步冲一大孔两小孔，第二工步落料。冲孔凸模1及2与落料凸模7之间的距离等于毛坯的送进步距。冲孔凹模及落料凹模做成一体。条料沿导尺3送进，由挡料销5粗定位，然后再由装于落料凸模前端的导正销6进行精确定位，以保证冲孔与落料的位置精度。初始挡料销4是在条料开始送进时作初始限位用。第二工步落料第一工步冲一大孔两小孔四、凸模、凹模工作部分尺寸计算•落料件尺寸决定于凹模刃口尺寸。因此设计落料模时取凹模作为设计的基准件，先按落料件尺寸确定凹模刃口尺寸，然后按照选定的间隙值确定凸模刃口尺寸。•冲孔尺寸决定于凸模刃口尺寸；设计冲孔模时正好相反，应以凸模作为设计的基准件，先确定凸模刃口尺寸，然后按所需间隙确定凹模刃口尺寸。•冲模在使用过程中，由于凸模磨损会减小冲孔尺寸，而凹模的磨损则会增大落料件的尺寸，为了保证零件的尺寸精度，提高模具寿命，所以冲孔时凸模刃口尺寸应靠近孔的公差范围内取大尺寸，反之落料时凹模刃口尺寸应接近落料件的公差范围内取小尺寸。冲孔尺寸决定于凸模刃口尺寸落料件尺寸决定于凹模刃口尺寸凸模头凹模工件或边角料•凸、凹模工作部分尺寸计算有两种情况；•一是凸模凹模分开加工，应分别计算出凸模和凹模的尺寸。•二是凸模和凸模配制加工。•前者适合于简单零件如圆形和商品化生产、标准化凸模、凹模的制造，因为它们互换性好。后者对单件冲模制造，尤其是对间隙尺寸要求高，曲线形刃口冲模的制造非常有利，并可大大降低基准件的制造精度，因而在工厂中得到广泛应用。•凸模与凹模分开加工计算实例：•1．落料•落料凹模尺寸：Dd＝(Dmax—xΔ)•落料凸模尺寸：DP＝(Dd—Zmin)•Dd——落料凹模尺寸•Dp——落料凸模尺寸•X--系数、与工件精度有关(工件精度在ITl0级以上x＝1;工件精度为ITll～13级x=0.75;工件精度为ITl4级以下x＝0.5)(取0.5)•Δ—工件公差(mm)(0.5-0=0.5mm)•Zmin——凸、凹模间最小双边间隙(8%*1.5=0.12mm)•Zmax—凸、凹模间最大双边间隙(10%*1.5=0.15mm)•δP，δd——凸模、凹模的制造偏差(mm)•δd＝0.6(Zmax—Zmin)=0.6*(0.15-0.12)=0.018mm•δp＝0.4(Zmax—Zmin)=0.4*(0.15-0.12)=0.012mm•落料凹模尺寸:Dd=(10.5—0.5*5)=10.25•落料凸模尺寸:DP=(10.25—0.12)=10.13材料厚度:1.5•2．冲孔•冲孔凸模尺寸：dP＝(dmin—xΔ)•冲孔凹模尺寸：dd=(dp十Zmin)•dd——落料凹模尺寸•dP——落料凸模尺寸•X--系数、与工件精度有关(工件精度在ITl0级以上x＝1;工件精度为ITll～13级x=0.75;工件精度为ITl4级以下x＝0.5)(取0.5)•Δ—工件公差(mm)(0.5-0=0.5mm)•Zmin——凸、凹模间最小双边间隙(8%*2=0.16mm)•dmin——冲孔工件的最小极限尺寸(9.5mm)•δb，δd——凸模、凹模的制造偏差(mm)•δd＝0.6(Zmax—Zmin)=0.6*(0.2-0.16)=0.024mm•δb＝0.4(Zmax—Zmin)=0.4*(0.2-0.16)=0.016mm•落料凹模尺寸:dd=(9.5—0.5*5)=9.25•落料凸模尺寸:dP=(9.25—0.16)=9.06材料厚度:2.0•(二)凸模和凹模配合•制作模具时先做好凸模，按间隙配制凹模或先做好凹模按需要配制凸模。•一般落料件由凹模配作凸模，冲孔件由凸模配作凹模。五、冲压工艺的编制•小型冲压件的模具设计及工艺编制应用举例：如图是某汽车油箱左后支架材料：钢板2.2GB708-8808FGB13237-91技术要求：该件是汽车油箱左后支架，需要满足可焊行要求，同时需要满足足够的强度和疲劳强度的要求。成型过程不应有因加工带来开裂等损伤！工艺过程：1、冲孔落料：2、压加强筋：使用设备型号：JB23-63A（630KN）使用设备型号：J23-40A（400KN）3、成型：使用设备型号：JB23-63A（630KN）•大型冲压件的模具设计及工艺编制应用举例：如图是某汽车頂蓋左/右側內板1.沖壓機型式:單動油壓機2.素材材質:SPCC0.7T3.工程內容:OP10:拉延OP20:修边+冲孔OP30:冲孔+翻边+整形+修边•OP10:拉延模（左右对称加工）•使用设备型号：LS4-600吨位：600T1.■材料尺寸:0.7tX912X66mm2.■壓料板行程:100mm3.■壓料板壓力:120ton4.■摩擦係數:0.3拉延槛1.灰色為成形性不足.2.藍色為有皺紋.3.紫色為擠料.措施增加拉延槛压紧力预期分析：•OP20:修边+冲孔（左右对称加工）•使用设备型号：J36-400B吨位：400TOP20:修边+冲孔模具图斜楔修边、斜楔冲孔斜楔弯边、斜楔凸缘模、•OP20:修边+冲孔（左右对称加工）•使用设备型号：J36-400B吨位：400T谢谢！