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1、第第8章章 冲模结构与设计冲模结构与设计 一、冲模的分类一、冲模的分类冲模的结构型式可根据以下特征进行分类：冲模的结构型式可根据以下特征进行分类：按按冲压工序冲压工序性质：落料模、冲孔模、切边模、弯曲模、拉深模、成形模性质：落料模、冲孔模、切边模、弯曲模、拉深模、成形模和翻边模等。和翻边模等。按按冲压工序的组合方式冲压工序的组合方式分：单工序的简单模、多工序的连续模、复合模分：单工序的简单模、多工序的连续模、复合模和连续复合模等。和连续复合模等。按按模具的结构型式模具的结构型式分：根据导向方式分：根据导向方式无导向模和导板模、导柱模、无导向模和导板模、导柱模、滚珠导柱模等；根据卸料装置滚珠导柱
2、模等；根据卸料装置带固定卸料板、弹性卸料板冲模；根据挡料带固定卸料板、弹性卸料板冲模；根据挡料形式形式固定挡料钉、活动挡料销、导正销和侧刃定距冲模。固定挡料钉、活动挡料销、导正销和侧刃定距冲模。按采用的按采用的凸凹模材料凸凹模材料分：硬质合金冲模、钢质硬质合金冲模、钢皮冲模、分：硬质合金冲模、钢质硬质合金冲模、钢皮冲模、橡皮冲模和聚氨醋冲模等。橡皮冲模和聚氨醋冲模等。还有按还有按模具轮廓尺寸大小模具轮廓尺寸大小分：大型和中小型冲模等。分：大型和中小型冲模等。 1、单工序模、单工序模 （1）落料模）落料模:根据上、下模导向型式，有三种常见的落料模结构：根据上、下模导向型式，有三种常见的落料模结构
3、： 无导向落料模无导向落料模 、导板式落料模导板式落料模 、导柱式落料模导柱式落料模 。1）无导向落料模）无导向落料模应用应用：仅适于仅适于精度要求不高、精度要求不高、外形简单和批外形简单和批量不大的冲压量不大的冲压件生产。件生产。 2）导板式落料模）导板式落料模应用应用：导板模与导板模与无导向模相比，无导向模相比，具有精度较高，具有精度较高，使用寿命较长，使用寿命较长，容易安装和使用容易安装和使用安全等优点，但安全等优点，但模具制造比较复模具制造比较复杂，一般适用于杂，一般适用于料厚大于料厚大于0.3mm的小件或简单的的小件或简单的尺寸不大的零件尺寸不大的零件 。3) 导柱式落料模导柱式落料
4、模 导柱和导套都是圆形的，加工比较方梗，凸、凹模间隙容易保导柱和导套都是圆形的，加工比较方梗，凸、凹模间隙容易保证，且不会改变。所以导柱模具有冲压件精度高，模具寿命长，证，且不会改变。所以导柱模具有冲压件精度高，模具寿命长，安装方便等优点，已在冲压生产中得到广泛应用。安装方便等优点，已在冲压生产中得到广泛应用。(2) 冲孔模冲孔模1) 导板式冲孔模导板式冲孔模 应用应用：该模具适：该模具适于冲压较厚板料于冲压较厚板料上的小孔。上的小孔。 2) 带固定卸料板冲孔模带固定卸料板冲孔模 应用应用：该模具适：该模具适于小直径冲孔于小直径冲孔 。3) 弹性卸料板装在上模的冲孔模弹性卸料板装在上模的冲孔模
5、 特点特点：冲孔时，弹性：冲孔时，弹性卸料板始终压住板料，卸料板始终压住板料，所以冲孔件比较平整。所以冲孔件比较平整。但模具的弹性卸料板但模具的弹性卸料板宽度与凹模相同，冲宽度与凹模相同，冲孔时不安全，容易发孔时不安全，容易发生压手事故。生压手事故。 4) 弹性卸料板装在下模的冲孔模弹性卸料板装在下模的冲孔模 冲压时，零件变形很冲压时，零件变形很小，平整度更高小，平整度更高该模具适于冲孔精度该模具适于冲孔精度要求高的零件冲压。要求高的零件冲压。 缺点缺点：零件和废料同：零件和废料同时卸落在凹模上，每时卸落在凹模上，每次冲压后，必须同时次冲压后，必须同时取件和清理废料。取件和清理废料。（图中压料
6、块图中压料块1的作用的作用是卸下废料是卸下废料） 5) 带小导柱和弹性卸料板的冲孔模带小导柱和弹性卸料板的冲孔模 上、下模除用导柱和导套上、下模除用导柱和导套导向外，还设计了小导柱导向外，还设计了小导柱和弹性卸料板以及凸模和和弹性卸料板以及凸模和弹性卸料板的精确导向，弹性卸料板的精确导向，所以该冲孔模的冲孔精度所以该冲孔模的冲孔精度很高，凸模寿命也很长，很高，凸模寿命也很长，适于小孔冲压或高速冲孔。适于小孔冲压或高速冲孔。 6) 弹性卸料板采用导柱导向的冲孔模弹性卸料板采用导柱导向的冲孔模 与图与图8-8的冲孔模的冲孔模相似，冲孔精度高，相似，冲孔精度高，冲孔断面质量好，冲孔断面质量好，是高速
7、冲孔的典型是高速冲孔的典型结构。结构。7) 悬臂式冲孔模悬臂式冲孔模 应用：应用：适于零件侧壁适于零件侧壁冲孔，是冲压侧孔的冲孔，是冲压侧孔的典型结构，在生产中典型结构，在生产中得到广泛应用。得到广泛应用。 (3) 弯曲模弯曲模结构型式结构型式：可根据弯曲件形状、精度要求、板料性能、生产：可根据弯曲件形状、精度要求、板料性能、生产批量和经济性等因素进行设计或选用。最常见的单工序弯曲批量和经济性等因素进行设计或选用。最常见的单工序弯曲模结构型式：单角弯曲模、双角弯曲模、圆形件弯曲模和摆模结构型式：单角弯曲模、双角弯曲模、圆形件弯曲模和摆动或带斜楔弯曲模等结构动或带斜楔弯曲模等结构 。1) 单角弯
8、曲模单角弯曲模 又称又称V形弯曲模，根据弯曲件直边长度可分为形弯曲模，根据弯曲件直边长度可分为V形块弯曲模和形块弯曲模和压板弯曲模。压板弯曲模。 V形块弯曲模形块弯曲模：适于直边等长的弯曲，如图：适于直边等长的弯曲，如图8-11所示。所示。 压板式弯曲模：压板式弯曲模： 图图8-12a为压板式为压板式弯曲模，适于直弯曲模，适于直边不等长的边不等长的V形件形件弯曲。弯曲。 图图8-12b为另一为另一种压板式弯曲种压板式弯曲模，适于一直模，适于一直边较长的边较长的V形形件弯曲，件弯曲， 单角弯曲时，会产生水平推力，为了防止凸模偏移，应装有单角弯曲时，会产生水平推力，为了防止凸模偏移，应装有水平止推
9、块水平止推块4，用以保证凸、凹模间隙和提高模具寿命。，用以保证凸、凹模间隙和提高模具寿命。 2) 双角弯曲模双角弯曲模 又称又称U形件弯曲模。常见的结构型式有三种。形件弯曲模。常见的结构型式有三种。 图图8-13所示系采用两套简单弯曲模冲压形件的模具。第一套弯所示系采用两套简单弯曲模冲压形件的模具。第一套弯曲模将毛坯预弯成曲模将毛坯预弯成U形，然后用第二套弯曲模弯成形件。形，然后用第二套弯曲模弯成形件。 图图8-14为一次弯曲成形形件的模具，结构比较筒单，便于制造。为一次弯曲成形形件的模具，结构比较筒单，便于制造。 但在弯曲时，凸、凹模圆角处的毛坯阻力很大，材料易被但在弯曲时，凸、凹模圆角处的
10、毛坯阻力很大，材料易被拉长，冲压件侧壁变薄，影响形件成形质量，同时形件的拉长，冲压件侧壁变薄，影响形件成形质量，同时形件的展开尺寸必须多次调试后才能确定。展开尺寸必须多次调试后才能确定。 图图8-15所示的所示的U形件弯曲模，凹模形件弯曲模，凹模1是摆动式的。是摆动式的。 弯曲时，毛坯由定位板弯曲时，毛坯由定位板2定位，凸模定位，凸模3下行，凹模绕轴销下行，凹模绕轴销5摆动。摆动。弯曲后，顶杆弯曲后，顶杆4在弹簧作用下，使凹模复位，同时顶出在弹簧作用下，使凹模复位，同时顶出U形件。形件。该模具可以避免图该模具可以避免图8-14所示弯曲模的缺点。所示弯曲模的缺点。 3) 圆形件弯曲模圆形件弯曲模
11、 图图8-16a所示的圆形件弯曲所示的圆形件弯曲模系由两套简单弯曲模组模系由两套简单弯曲模组成的，先预弯成波浪形，成的，先预弯成波浪形，后再压弯成圆形。后再压弯成圆形。 波浪形弯曲模设计了压波浪形弯曲模设计了压料杆料杆5和顶料杆和顶料杆3，用以，用以压料和顶件。压料和顶件。 图图8-16b的压圆模，装有定位块的压圆模，装有定位块5和定位钉和定位钉4，用以给波浪形，用以给波浪形预弯件定位，凸模下行将板料弯曲成圆形件。预弯件定位，凸模下行将板料弯曲成圆形件。 该模具适于作直径该模具适于作直径大于大于20mm的压弯的压弯工作。工作。 图图8-17所示为滑板式所示为滑板式圆形件弯曲模，可圆形件弯曲模，
12、可以一次压弯成形。以一次压弯成形。 该弯曲模结构筒该弯曲模结构筒单，成形质量高，单，成形质量高，适于弯制板厚适于弯制板厚0。51mm、直径、直径520mm的各种的各种圆形冲压件。圆形冲压件。 图图8-18为另一种圆形件一次成形弯曲模。为另一种圆形件一次成形弯曲模。 模具设计时，上模模具设计时，上模的四个弹簧总压力的四个弹簧总压力必须大于毛坯预弯必须大于毛坯预弯时所需的弯曲力，时所需的弯曲力，才能卷圆成形，因才能卷圆成形，因此，该弯曲模一般此，该弯曲模一般用于软材料和小直用于软材料和小直径的圆形件弯曲。径的圆形件弯曲。 4) 带斜楔的弯曲模带斜楔的弯曲模 图图8-19 如图如图8-19示出有斜楔
13、装置的弯曲模，在压力机一次行程内，可示出有斜楔装置的弯曲模，在压力机一次行程内，可以完成两道弯曲工序，所以又称复合弯曲模。以完成两道弯曲工序，所以又称复合弯曲模。 弯曲模的设计特点弯曲模的设计特点：除上模作上下运动外，凸、凹模还可完成摆动、转动或清动等除上模作上下运动外，凸、凹模还可完成摆动、转动或清动等动作，用以将冲压件压弯成形，因此在弯曲模设计时，动作，用以将冲压件压弯成形，因此在弯曲模设计时，必须考必须考虑弯曲成形时的毛坯走动、毛坯定位和卸料、取件等间题，虑弯曲成形时的毛坯走动、毛坯定位和卸料、取件等间题，同同时对精度要求较高的弯曲件时对精度要求较高的弯曲件，在模具设计时，还应考虑如何避
14、，在模具设计时，还应考虑如何避免弯曲件的伸长、变薄以及消除回弹等问题，用以提高弯曲件免弯曲件的伸长、变薄以及消除回弹等问题，用以提高弯曲件质量。质量。 (4) 拉深摸拉深摸一个拉深件往往需要经过多次拉深。一副模具一般只能完一个拉深件往往需要经过多次拉深。一副模具一般只能完成一次拉深工作，所以拉深模也是单工序模具。成一次拉深工作，所以拉深模也是单工序模具。 分类：（拉深件大小和使用的冲压设备）分类：（拉深件大小和使用的冲压设备）大型覆盖件拉大型覆盖件拉深模深模、中小件拉深模；或单动压力机拉深模和双动、三动压、中小件拉深模；或单动压力机拉深模和双动、三动压力机拉深模。力机拉深模。 1) 首次拉深模
15、首次拉深模 图图8-20为无压边圈的首次拉深模典型结构。凸模中心有气为无压边圈的首次拉深模典型结构。凸模中心有气孔，用以卸件与保证零件质量。孔，用以卸件与保证零件质量。 应用应用：适用于板料塑性好、相对厚度：适用于板料塑性好、相对厚度t/D2，m10.6的拉深工作。的拉深工作。 图8-21为带固定压边圈的首次拉深模带固定压边圈的首次拉深模。 固定压边圈能承受的压力很大，所以这种模具固定压边圈能承受的压力很大，所以这种模具适于厚板拉深适于厚板拉深。 图8-22为具有弹性压边圈的首次拉深模具有弹性压边圈的首次拉深模。 为了提高拉深件表面质量，应减少拉深件与凹模直壁的摩擦，对于一为了提高拉深件表面质
16、量，应减少拉深件与凹模直壁的摩擦，对于一般精度的拉深件，凹模直壁高度可为般精度的拉深件，凹模直壁高度可为913mm。 图图8-23为弹性压边圈装在下模的首次拉深模弹性压边圈装在下模的首次拉深模。 模具的特点：可选用压力大的弹簧、橡皮或气垫压料，用以增大压边力，同时压模具的特点：可选用压力大的弹簧、橡皮或气垫压料，用以增大压边力，同时压边力是可调的，以满足拉深件的压边要求，因而在生产中得到广泛应用。边力是可调的，以满足拉深件的压边要求，因而在生产中得到广泛应用。 2) 再次拉深模：再次拉深模：图图8-24a为无压边圈的再次拉深模无压边圈的再次拉深模。 应用应用：变形程度不大、拉深件直径和壁厚要求
17、均匀的再次拉深工作。：变形程度不大、拉深件直径和壁厚要求均匀的再次拉深工作。图图8-25为带弹性压边圈的再次拉深模带弹性压边圈的再次拉深模。 应用应用：这种模具结构合理，使用方便，在冲压生产中广泛应用。：这种模具结构合理，使用方便，在冲压生产中广泛应用。 3) 反向拉深模反向拉深模图图8-26为无压边圈的简单反向拉深模。为无压边圈的简单反向拉深模。首次拉深后的半成品，首次拉深后的半成品，由凹模由凹模3外径定位，凸模外径定位，凸模1下行，将半成品反向拉下行，将半成品反向拉人凹模。拉深后，凸模人凹模。拉深后，凸模上升，由凹模内孔台阶上升，由凹模内孔台阶卸件。为减少拉深件和卸件。为减少拉深件和凹模直
18、壁摩擦，提高成凹模直壁摩擦，提高成品的表面质量，凹模直品的表面质量，凹模直壁高度壁高度h=9l3mm。 有时为了便于卸件、半成品定位和防止拉深时的零件偏移，有时为了便于卸件、半成品定位和防止拉深时的零件偏移，在反向拉深时也有带压边圈的，如图在反向拉深时也有带压边圈的，如图8-27和图和图8-28所示。所示。 2、复合模、复合模定义定义：复合模是在压力机的一次行程内在模具的一个工位上完：复合模是在压力机的一次行程内在模具的一个工位上完成两道以上冲压工序的模具，是一种多工序冲压模。成两道以上冲压工序的模具，是一种多工序冲压模。类型类型：落料和冲孔复合模、落科和首次拉深复合模等。：落料和冲孔复合模、
19、落科和首次拉深复合模等。特点特点：与单工序模相比，主要优点是生产效率和冲压件精度高，：与单工序模相比，主要优点是生产效率和冲压件精度高，其缺点是模具结构复杂，不易制造。其缺点是模具结构复杂，不易制造。适用于适用于：生产精度要求较高的软材料或薄板料冲压件。：生产精度要求较高的软材料或薄板料冲压件。 图图8-29为冲压电机定子的落料、冲孔复合模。该模具的落料凹模为冲压电机定子的落料、冲孔复合模。该模具的落料凹模5在上部，凸凹模在上部，凸凹模8固定在下部，故称为倒装式复合模。固定在下部，故称为倒装式复合模。 倒装式模具的特点倒装式模具的特点是每次冲压后，冲是每次冲压后，冲压件由推料板压件由推料板16
20、推推出，不留在凹模内，出，不留在凹模内，所以冲压件比较平所以冲压件比较平整，适于冲压薄的整，适于冲压薄的材料。材料。 图图8-30所示的落料、冲孔模，落料凹模固定在下部，凸模在上所示的落料、冲孔模，落料凹模固定在下部，凸模在上部，称为顺装式复合模。部，称为顺装式复合模。 顺装式复合模每次冲压顺装式复合模每次冲压后的冲压件和孔废料都后的冲压件和孔废料都落在凹模上，可能会影落在凹模上，可能会影响冲压操作和安全。响冲压操作和安全。 图图8-31为落料和首次拉深复合模的典型结构。为落料和首次拉深复合模的典型结构。图图8-32为同时完成落料、拉深、冲孔和翻边四工序复合模。为同时完成落料、拉深、冲孔和翻边
21、四工序复合模。 3、连续模、连续模 定义定义：连续模也是多工序模具，即在压力机的一次行程内，：连续模也是多工序模具，即在压力机的一次行程内，在连续模具的不同工位上完成多道冲压工序。连续模又称级进在连续模具的不同工位上完成多道冲压工序。连续模又称级进模。模。特点特点：与单工序模、复合模相比，连续模的主要特点是生产：与单工序模、复合模相比，连续模的主要特点是生产效率高，容易实现生产机械化和自动化。连续模结构型式很多，效率高，容易实现生产机械化和自动化。连续模结构型式很多，下面介绍几种常见的典型结构。下面介绍几种常见的典型结构。1) 图图8-33为带始为带始冲挡料销和固定冲挡料销和固定卸料板的冲孔和
22、卸料板的冲孔和落料连续模落料连续模 。图图8-34是其零件图是其零件图和排样图。和排样图。 应用应用：采用固定卸：采用固定卸料板料板3卸料，操作卸料，操作比较安全，但冲压比较安全，但冲压时，卸料板没有压时，卸料板没有压住板科，所以冲压住板科，所以冲压件的平整度不高，件的平整度不高，适于一般精度的冲适于一般精度的冲压工作。压工作。 2) 图图8-35为冲孔、切边和落料连续模为冲孔、切边和落料连续模，图图8-36为零件图和排样图为零件图和排样图 特点特点：采用侧刃：采用侧刃(图中图中1、2)切边切边定位，侧刃长度定位，侧刃长度a恰为条料每次送恰为条料每次送料距离，所以该料距离，所以该连续模的送料步连续模的送料步距。距。应用应用：该模具可以：该模具可以同时冲压两个工件，同时冲压两个工件，工件之间无间隙，工件之间无间隙，材料利用率高，而材料利用率高，而落料凸模形状比较落料凸模形状比较简单，便于制造和简单，便于制造和修理。修理。 3) 图图8-37、图、图8-38分别为小电机定转子冲片零件图、排样图及其分别为小电机定转子冲片零件图、排样图及其高速、高效的多工位级进模结构图高速、高效的多工位级进模结构图 Thank You
