模具设计与制造第二版冲压模具制与装配课件

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1、第第10章章 冲压模具制造与装配冲压模具制造与装配学习目的及要求学习目的及要求v 熟悉模具各类零件的加工特点v 掌握冲裁模凸、凹模常用的加工方法v 掌握模具零件的常用连接方法v 熟悉模具间隙及位置的控制v 了解弯曲模和拉深模凸、凹模常用的加工 方法 v 了解模具调试中容易出现的主要问题及解 决方法模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配10.1 概述概述 冲压模具是由工作零件和结构零件组成的能实现指定功能的一个有机装配体,不同的零件在模具中的功能和作用不同,其材料和热处理、精度(尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等)、装配等技术要求必然不同。常用冲压模具零件的公差配合要求和表面粗糙度要求如表10-1

2、和表10-2所示。有关冲模零件技术要求详情可查阅GB/T14662-2006冲模技术条件等标准。显然,零件形状结构和技术要求不同,其制造方法必然不同。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配表表10-1 冲压模具零件的公差配合要求冲压模具零件的公差配合要求返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配表表10-2 冲压模具零件的表面粗糙度要求冲压模具零件的表面粗糙度要求返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 在制定模具零件加工工艺方案时,必须根据具体加工对象,结合企业实际生产条件进行制定,以保证技术上先进和经济上合理。从制造观点看,按照模具零件结构和加工工艺过程的相似性,可将各种模具零件大致分为

3、工作型面零件、板类零件、轴类零件、套类零件等,其加工特点分别为：模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配1.轴、套类零件轴、套类零件 轴、套类零件主要指导柱和导套等导向零件,它们一般是由内、外圆柱表面组成。其加工精度要求主要体现在内、外圆柱表面的表面粗糙度及尺寸精度和各配合圆柱表面的同轴度等。导向零件的形状比较简单,加工工艺不复杂,加工方法一般在车床进行粗加工和半精加工,有时需要钻、扩和镗孔后,再进行热处理,最后在内、外圆磨床上进行精加工,对于配合要求高、精度高的导向零件,还要对配合表面进行研磨。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 2.板类零件板类零件 板类零件是指模座、凹模板、固定板、垫板

4、、卸料板等平板类零件,是由平面和孔系组成,一般遵循先面后孔的原则,即先刨、铣、平磨等加工平面,然后用钻、铣、镗等加工孔,对于复杂异型孔可以采用线切割加工。孔的精加工可采用坐标磨等。 模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配3.工作型面零件工作型面零件 工作型面零件形状、尺寸差别较大,有较高的加工要求。凸模的加工主要是外形加工；凹模的加工主要是孔(系)、型腔加工,而外形加工比较简单。一般遵循先粗后精,先基准后其他,先平面后轴孔,且工序要适当集中的原则。加工方法主要有机械加工和机械加工再辅以电加工等方法。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配10.2 冲裁模的制造与装配冲裁模的制造与装配 10.2.

5、1 凸、凹模技术要求与加工特点凸、凹模技术要求与加工特点 冲裁属于分离工序,冲裁模凸、凹模要求带有锋利刃口,凸、凹模之间的间隙要合理,其加工具有如下特点: 1.材料好、硬度高材料好、硬度高 凸、凹模材质一般是工具钢或合金工具钢,热处理后的硬度一般为58 62 HRC ,凹模比凸模稍硬一些；模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 2.精度要求高精度要求高 凸、凹模精度主要根据冲裁件精度决定,一般尺寸精度在IT6IT9 ,工作表面粗糙度在Ra值为1.6 0.4m； 3.刃口锋利、间隙合理刃口锋利、间隙合理 凸、凹模工作端带有锋利刃口,刃口平直(斜刃除外),安装固定部分要符合配合要求；凸、凹模装配后

6、应保证均匀的最小合理间隙； 凸模的加工主要是外形加工,凹模的加工主要是孔(系)加工。凹模型孔加工和直通式凸模加工常用线切割方法。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配10.2.2 凸、凹模加工凸、凹模加工 凸模和凹模的加工方案根据其设计计算方案的不同,一般有分开加工和配合加工两种,其加工特点和适用范围见表10-3。 凸模和凹模的加工方法主要根据凸模和凹模的形状和结构特点,并结合企业实际生产条件来决定。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配表表10-3 凸模和凹模两种加工方案比较凸模和凹模两种加工方案比较返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配1.凸模的加工方法凸模的加工方法 （1） 圆形凸模

7、的加工方法 各种圆形凸模的加工方法基本相同，即车削加工毛坯,淬火后,精磨,最后工件表面抛光及刃磨。 （2）非圆形凸模的加工方法 非圆形凸模的加工方法分两种情况： 1） 台肩式凸模台肩式凸模 对于无间隙模或设备条件较差的工厂，一般采用压印修锉法进行，即车、铣或刨削加工毛坯,磨削安装面和基准面,划线铣轮廓,留0.2 0.3 mm单边余量,凹模(已加工好)压印后修锉轮廓,淬硬后抛光、磨刃口；对于一般要求的凸模采用仿形刨削方法加工，即粗加工轮廓,留0.2 0.3 mm单边余量,用凹模(已加工好)压印后仿形精刨,最后淬火、抛光、磨刃口。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 2） 直通式凸模直通式凸模

8、对于形状较复杂或较小、精度较高的凸模，一般采用线切割方法加工，即粗加工毛坯,磨安装面和基准面,划线加工安装孔、穿丝孔,淬硬后磨安装面和基准面,切割成形、抛光、磨刃口；对于形状不太复杂、精度较高的凸模或镶块，一般采用成形磨削方法加工，即粗加工毛坯,磨安装面和基准面,划线加工安装孔,加工轮廓,留0.2 0.3mm单边余量,淬硬后磨安装面,再成形磨削轮廓。 凸模、型芯的形状是多种多样的,加工要求不完全相同,各工厂的生产条件又各有差异。这里仅以图10-1所示的凸模为例说明其加工工艺过程。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 例例10-1：图10-1所示凸模的主要技术要求有:材料为CrWMn,表面粗糙

9、度为Ra =0.63m，硬度为HRC58 62 ,与凹模双面配合间隙为0.03mm 。该凸模加工的特点是凸、凹模配合间隙小,精度要求高,在缺乏成型加工设备的条件下,可采用压印锉修进行加工。其工艺过程如下: （1） 下料 采用热轧圆钢,按所需直径和长度用锯床切断； （2） 锻造 将毛坯锻造成矩形；模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配图图10-1 凸模零件图凸模零件图返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 （3） 热处理 进行退火处理； （4） 粗加工 刨削6个平面,留单面余量0 .4 0 .5 mm ； （5） 磨削平面 磨削6个平面,保证垂直度,上、下平面留单面余量0 .2 0 .3 m

10、m ； （6） 钳工划线 划出凸模轮廓线及螺孔中心位置线； （7） 工作型面粗加工 按划线刨削刃口形状,留单面余量0 .2 mm ； （8） 钳工修整 修锉圆弧部分,使余量均匀一致； （9） 工作型面精加工 用已经加工好的凹模进行压印后,进行钳工修锉凸模,沿刃口轮廓留热处理后的研磨余量；模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 （10） 螺孔加工 钻孔、攻丝； （11） 热处理 淬火、低温回火,保证硬度为HRC58 62 ； （12） 磨削端面 磨削上、下平面,消除热处理变形以便于精修； （13） 研磨 研磨刃口侧面,保证配合间隙。 综合以上所列工艺过程,本例凸模工艺可概括为:备料毛坯外形加工划

11、线刃口轮廓粗加工刃口轮廓精加工螺孔加工热处理研磨或抛光。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 在上述工艺过程中,刃口轮廓精加工可以采用锉削加工、压印锉修加工、仿形刨削加工、铣削加工等方法。如果用磨削加工,其精加工工序应安排在热处理工序之后,以消除热处理变形,这对制造高精度的模具零件尤其重要。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配2.凹模的加工方法凹模的加工方法 冲裁凹模一般根据型孔的形式采用不同的加工方法。 （1） 圆形孔圆形孔 当孔径小于5 mm时采用钻铰法：车削加工毛坯上、下底面及外圆,钻、铰工作型孔,淬硬后磨上、下底面和工作型孔、抛光；当孔径较大时采用磨削法：车削加工毛坯上、下底面,钻

12、、镗工作型孔,划线加工安装孔,淬硬后磨上、下底面和工作型孔、抛光 孔较大的凹模。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 （2）圆形孔系）圆形孔系 对于位置精度要求高的凹模采用坐标镗削：粗、精加工毛坯上、下底面和凹模外形,磨上、下底面和定位基面,划线、坐标镗削型孔系列,加工固定孔,淬火后研磨抛光型孔。对于位置精度要求一般的凹模采用立铣加工：坯粗、精加工与坐标镗削方法相同,不同之处为孔系加工用坐标法在立铣机床上加工,后续加工与坐标镗削方法相同。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 （3）非圆形孔）非圆形孔 设备条件较差的工厂加工形状简单的凹模采用锉削法：毛坯粗加工后按样板轮廓线,切除中心余料后按

13、样板修锉,淬火后研磨抛光型孔；形状不太复杂,精度不太高,过渡圆角较大的凹模采用仿形铣：凹模型孔精加工在仿形铣床或立铣床上靠模加工(要求铣刀半径小于型孔圆角半径),钳工锉斜度,淬火后研磨抛光型孔；尺寸不太大、形状不复杂的凹模采用压印加工：模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 毛坯粗加工后,用加工好的凸模或样冲压印后修锉,再淬火研磨抛光型孔；各种形状、精度高的凹模采用线切割加工：毛坯外形加工好后,划线加工安装孔,淬火,磨安装基面,割型孔；镶拼凹模采用成形磨削方法加工：毛坯按镶拼结构加工好,划线粗加工轮廓,淬火后磨安装面,成形磨削轮廓,研磨抛光；形状复杂,精度高的整体凹模采用电火花加工：毛坯外形加

14、工好后,划线加工安装孔,淬火,磨安装基面,作电极或用凸模打凹模型孔,最后研磨抛光。 模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 例例10-2：落料冲孔复合模的落料凹模如图10-2所示,材料为T10A，硬度为60 64HRC ,表面粗糙度为Ra =0.63m，与凹模双面配合间隙为0.04mm，制定其加工工艺路线。 基于企业具备模具生产的一般条件,但不具有电加工设备的特点，制定落料凹模的加工工艺过程如表10-4所示。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 图10-2 落料凹模返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配表表10-4 落料凹模的加工工艺过程落料凹模的加工工艺过程返回模具设计与制造第二版 冲

15、压模具制与装配3.凸、凹模加工的典型工艺路线凸、凹模加工的典型工艺路线 凸、凹模加工的典型工艺路线主要有以下几种形式: （1） 下料锻造退火毛坯外形加工(包括外形粗加工、精加工、基面磨削)划线刃口轮廓粗加工刃口轮廓精加工螺孔、销孔加工淬火与回火研磨或抛光。此工艺路线钳工工作量大,技术要求高,适用于形状简单、热处理变形小的零件。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 （2） 下料锻造退火毛坯外形加工(包括外形粗加工、精加工、基面磨削)划线刃口轮廓粗加工螺孔、销孔加工淬火与回火采用成形磨削进行刃口轮廓精加工研磨或抛光。此工艺路线能消除热处理变形对模具精度的影响,使凸、凹模的加工精度容易保证,可用于

16、热处理变形大的零件。 （3） 下料锻造退火毛坯外形加工螺孔、销孔、穿丝孔加工淬火与回火磨削加工上下面及基准面线切割加工钳工修整。此工艺路线主要用于以线切割加工为主要工艺的凸、凹模加工,尤其适用形状复杂、热处理变形大的直通式凸模、凹模零件。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配10.2.3 其他零件加工其他零件加工 模具零件除工作型面零件外,还有模座、导柱、导套、固定板、卸料板等其他模具零件,它们主要是板类零件、轴类零件和套类零件等。其他模具零件的加工相对于工作型面零件要容易些,下面介绍这些零件的常用加工方法。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配1. 模座的常用加工方法模座的常用加工方法 模座

17、是组成模架的主要零件之一,属于板类零件,一般都是由平面和孔系组成。其加工精度要求主要体现在模座的上、下平面的平行度,上、下模座的导套、导柱安装孔中心距应保持一致,模座的导柱、导套安装孔的轴线与模座的上、下平面的垂直度,以及表面粗糙度和尺寸精度。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 模座的加工主要是平面加工和孔系的加工。在加工过程中为了保证技术要求和加工方便,一般遵循先面后孔的加工原则,即先加工平面,再以平面定位加工孔系。模座的毛坯经过刨削或铣削加工后,对平面进行磨削可以提高模座平面的平面度和上下平面的平行度,同时,容易保证孔的垂直度要求。孔系的加工可以采用钻、镗削加工,对于复杂异型孔可以采用

18、线切割加工。为了保证导柱、导套安装孔的间距一致,在镗孔时经常将上、下模座重叠在一起,一次装夹同时镗出导柱和导套的安装孔。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配2.导柱、导套的常用加工方法导柱、导套的常用加工方法 滑动式导柱和导套属于轴类和套类零件,一般是由内、外圆柱表面组成。其加工精度要求主要体现在内、外圆柱表面的表面粗糙度及尺寸精度;各配合圆柱表面的同轴度等。导向零件的配合表面都必须进行精密加工,而且要有较好的耐磨性。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 导向零件的形状比较简单。加工方法一般采用普通机床进行粗加工和半精加工后再进行热处理,最后用磨床进行精加工,消除热处理引起的变形,提高配合

19、表面的尺寸精度和减少配合表面的粗糙度。对于配合要求高、精度高的导向零件,还要对配合表面进行研磨,才能达到要求的精度和表面粗糙度。导向零件的加工工艺路线一般是:备料粗加工半精加工热处理精加工光整加工。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 例例10-3：如图10-3所示的后侧导柱标准冲模座的加工工艺过程如表10-5所示,下模座的加工基本同上模座。（a）上模座 （b）下模座 图10-3 冲模模座模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配表表10-5 加工上模座的工艺过程加工上模座的工艺过程返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配表表10-5 加工上模座的工艺过程加工上模座的工艺过程(续）续）模具设计

20、与制造第二版 冲压模具制与装配 例例10-4：如：如图10-4所示的冲压模滑动式导套，材料20钢，表面渗碳深度0.8 1.2mm，热处理硬度58 62HRC，确定其制造的工艺过程。图10-4 冲压模具滑动式导套 模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 导套和导柱一样,是模具中应用最广泛的导向零件。尽管其结构形状因应用部位不同而各异,但构成导套的主要表面是内、外圆柱表面,可根据其结构形状、尺寸和材料的要求,直接选用适当尺寸的热轧圆钢为毛坯。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 在机械加工过程中,除保证导套配合表面的尺寸和形状精度外,还要保证内外圆柱配合表面的同轴度要求。导套的内表面和导柱的外圆

21、柱面为配合面,使用过程中运动频繁,为保证其耐磨性,需有一定的硬度要求。因此,在精加工之前要安排热处理,以提高其硬度。在不同的生产条件下,导套的制造所采用的加工方法和设备不同,制造工艺也不相同。根据图10 -4所示导套的精度和表面粗糙度要求,其加工方案可选择为:备料粗加工半精加工热处理精加工光整加工，其加工工艺过程如表10-6所示。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 表表10-6 导套的加工工艺过程导套的加工工艺过程返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配3. 固定板、卸料板的常用加工方法固定板、卸料板的常用加工方法 固定板和卸料板的加工方法与凹模板十分类似,主要根据型孔形状来确定方法,对

22、于圆孔可采用车削,矩形和异形孔可采用铣削或线切割,对系列孔可采用坐标镗削加工。 模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 10.2.4 模具零件的连接方法模具零件的连接方法 模具零件的连接方法随模具零件结构及加工方法不同、工作时承受压力的大小不等有许多种。下面介绍常用的几种。 1.紧固件法紧固件法 如图10-5所示，这种方法工艺简便。 2.压入法压入法 压入法如图10-6所示。凸模利用端部台阶轴向固定，与固定板按H7/m6或H7/n6配合。压入法经常用于截面形状较规则（如圆形、方形）的凸模连接，台阶尺寸一般为单边宽度1.52.5mm、台阶高度38mm。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配（a）

23、螺钉固定 （b)斜压块和螺钉固定 （c）钢丝固定 图10-5 紧固法固定模具零件返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配图10-6 压入法固定模具零件返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 3.铆接法铆接法 铆接法如图10-7所示，它主要用于连接强度要求不高的场合，由于工艺过程比较复杂，此类方法应用越来越少。 图10-7 铆接法1等高垫块 2平台 3固定板 4凸模模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 4.热套法热套法 热套法常用于固定凸、凹模拼块以及硬质合金模块。仅单纯起固定作用时,其过盈量一般较小;当要求有预应力时,其过盈量要稍大一些。图10-8为热套法固定的三个例子。图10-8 热

24、套法示例模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 5.焊接法焊接法 焊接法如图10-9所示。主要应用于硬质合金模。焊接前要在700800进行预热，并清理焊接面，再用火焰钎焊或高频钎焊，在1000左右焊接，焊缝为0.20.3mm，焊料为黄铜，并加入脱水硼砂。焊后放入木碳中缓冷，最后在200300，保温46小时去应力。图10-9 焊接法模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配10.2.5 模具间隙及位置的控制模具间隙及位置的控制 1.凸、凹模间隙的控制凸、凹模间隙的控制 冷冲模装配的关键是如何保证凸、凹模之间具有正确合理而又均匀的间隙。这既与模具有关零件的加工精度有关,也与装配工艺的合理与否有关。为保

25、证凸、凹模间的位置正确和间隙的均匀,装配时总是依据图纸要求先选择其中某一主要件(如凸模或凹模、或凸凹模)作为装配基准件。以该件位置为基准,用找正间隙的方法来确定其他零件的相对位置,以确保其相互位置的正确性和间隙的均匀性。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 控制间隙均匀性常用的方法有如下几种。 （1）测量法 测量法是将凸模和凹模分别用螺钉固定在上、下模板的适当位置,将凸模插入凹模内(通过导向装置),用厚薄规(塞尺)检查凸、凹模之间的间隙是否均匀,根据测量结果进行校正,直至间隙均匀后再拧紧螺钉、配作销孔及打入销钉。 （2）透光法 透光法是将上、下模合模后，用灯光从底面照射，观察凸、凹模刃口四周

26、的光隙大小，来判断冲裁间隙是否均匀，如果间隙不均匀，再进行调整、固定、定位。这种方法适合于薄料冲裁模，对装配钳工的要求较高。如用模具间隙测量仪表检测和调整更好。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 （3）试切法 当凸、凹模之间的间隙小于0.1mm时,可将其装配后试切纸(或薄板)。根据切下制件四周毛刺的分布情况(毛刺是否均匀一致)来判断间隙的均匀程度,并作适当的调整。 （4）垫片法 如图10-10所示,在凹模刃口四周的适当地方安放垫片(纸片或金属片),垫片厚度等于单边间隙值,然后将上模座的导套慢慢套进导柱,观察凸模及凸模是否顺利进入凹模与垫片接触,由等高垫铁垫好,用敲击固定板的方法调整间隙直到

27、其均匀为止,并将上模座事先松动的螺钉拧紧。放纸试冲,由切纸观察间隙是否均匀。不均匀时再调整,直至均匀后再将上模座与固定板同钻,铰定位销孔并打入销钉。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 （5）镀铜法 对于形状复杂、凸模数量又多的冲裁模，用上述方法控制间隙比较困难，这时可以将凸模表面镀上一层软金属（如镀铜等）。镀层厚度等于单边冲裁间隙值，然后按上述方式调整、固定、定位。镀层在装配后不必去除，在冲裁时会自然脱落。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 （a）放垫片 （b）合模观察调整 图10-10 凹模刃口处用垫片控制间隙 返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 （6）利用工艺定位器调整间隙

28、 工艺定位器法见图10-11所示。装配之前，做一个二级装配工具即工艺定位器如图10-11（a）所示。其中d1与冲孔凸模滑配，d2与冲孔凹模滑配，d3与落料凹模滑配，d1、d2、和d3尺寸应在一次装夹中加工成形，以保证三个直径的同心度。装配时利用工艺定位器来保证各部分的冲裁间隙如图10-11（b）所示。 工艺定位器法也适用于塑料模等壁厚的控制。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 图10-11 工艺定位器（a）工艺定位器 （b）工艺定位器装配示意图1凸模 2凹模 3工艺定位器 4凸凹模返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 （7）涂层法 涂层法是在凸模表面涂上一层如磁漆或氨基醇酸漆之类的薄

29、膜，涂漆时应根据间隙大小选择不同粘度的漆，或通过多次涂漆来控制其厚度，涂漆后将凸模组件放于烘箱内在100120烘考0.51小时，直到漆层厚度等于冲裁间隙值，并使其均匀一致，然后按上述方法调整、固定、定位。 （8） 利用工艺尺寸调整间隙 对于圆形凸模和凹模,可在制造凸模时在其工作部分加长12 mm ,并使加长部分的尺寸按凹模孔的实测尺寸零间隙配合来加工,以便装配时凸、凹模对中(同轴),并保证间隙的均匀。待装配完后,将凸模加长部分磨去。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配2.凸、凹模位置的控制凸、凹模位置的控制 为了保证级进模、复合模及多冲头简单模凸、凹模相互位置的准确,除要尽量提高凹模及凸模固

30、定板型孔的位置精度外,装配时还要注意以下几点: （1） 级进模常选凹模作为基准件,先将拼块凹模装入下模座,再以凹模定位,将凸模装入固定板,然后再装入上模座。当然这时要对凸模固定板进行一定的钳修。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 （2） 多冲头导板模常选导板作为基准件。装配时应将凸模穿过导板后装入凸模固定板,再装入上模座,然后再装凹模及下模座。 （3） 复合模常选凸凹模作为基准件,一般先装凸凹模部分,再装凹模、顶块以及凸模等零件,通过调整凸模和凹模来保证其相对位置的准确性。 型腔模常以其主要工作零件型芯(凸模)、型腔(凹模)和镶块等作为装配的基准件,或以导柱、导套作为基准件,按其依赖关系进

31、行装配。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 10.2.6 模具的装配模具的装配 冲压模具的装配包括组件装配和总装配。即在完成模架、凸模、凹模部分组件装配后，进行模具的总装。 1. 组件装配组件装配 （1）模架的装配 模架包括上下模座、导柱、导套、模柄等零件。由于冷冲压模模架均已实现标准化，上、下模座、导柱、导套由专业厂完成生产。所以模架的装配工作只需装配模柄。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 压入式模柄的装配过程如图10-12所示。装配前要检查模柄和上模座配合部位的尺寸精度和表面粗糙度，并检验模座安装面与平面的垂直度精度。装配时将上模座放平，在压力机上将模柄慢慢压入（或用铜棒打入）模

32、座，要边压边检查模柄垂直度，直至模柄台阶面与安装孔台阶面接触为止，检查模柄相对上模座上平面的垂直度精度，合格后，加工骑缝销孔，安装骑缝销，最后磨平端面。 （2）凸模、凹模组件装配 凸模、凹模组件的装配主要是指凸模、凹模与固定板的装配。具体装配方法见模具零件的连接方法。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配（a） 压入式模柄 （b） 磨平端面 图10-12 压入式模柄的装配 1模柄 2上模座 3等高垫块 4骑缝销返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配2. 总装总装 总装时，首先应根据主要零件的相互依赖关系，以及装配方便和易于保证装配精度要求来确定装配基准件，例如复合模一般以凸凹模作为装配基准

33、件，级进模以凹模作为装配基准件；其次，应确定装配顺序，根据各个零件与装配基准件的依赖关系和远近程度确定装配顺序。装配结束后，要进行试冲，通过试冲发现问题，并及时调整和修理直至模具冲出合格零件为止。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配10.2.7 模具装配举例模具装配举例 冲压模的种类很多，其中冲裁模装配难度较大，特别是复合冲裁模由于零件数量多，结构复杂，间隙小等特点，对装配精度的要求也高，下面以图10-13为例说明其装配过程。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 图10-13 落料冲孔复合模1下模座 2、13定位销 3凸凹模固定板 4凸凹模 5橡皮弹性件 6卸料板 7定位钉 8凹模 9推板

34、 10空心垫板 11凸模 12垫板 14上模座 15模柄 16打杆 17推杆18凸模固定板 19、22、23螺钉 20导套 21导柱返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 1.组件装配组件装配 （1）将压入式模柄15装配于上模座14内，并磨平端面。 （2）将凸模11装入凸模固定板18内，为凸模组件。 （3）将凸凹模4装入凸凹模固定板3内，为凸凹模组件。 2.总装总装 （1）确定装配基准件 落料冲孔复合模应以凸凹模为装配基准件，首先确定凸凹模在模架中的位置。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 （2）安装凸凹模组件 在确定凸凹模组件在下模座上的位置后，用平行夹板将凸凹模组件与下模座夹紧，在

35、下模座上划出漏料孔线。 加工下模座漏料孔，下模座漏料孔尺寸应比凸凹模漏料孔尺寸单边大0.51mm。 安装固定凸凹模组件，将凸凹模组件在下模座重新找正定位，用平行夹板夹紧。钻、铰销孔和螺孔，装入定位销2和螺钉23。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 3.安装上模安装上模 （1） 检查上模各个零件尺寸是否能满足装配技术条件要求，如推板9推出端面应凸出落料凹模端面，打料系统各零件尺寸是否合适，动作是否灵活等。 （2） 安装上模、调整冲裁间隙，将上模系统各零件分别装于上模座14和模柄15孔内。用平行夹板将落料凹模8、空心垫板10、凸模组件、垫板12和上模座14轻轻夹紧，然后调整凸模组件、凹模8和凸

36、凹模4的冲裁间隙。可以采用垫片法调整，并用纸片进行手动试冲，直至内、外形冲裁间隙均匀，再通过平行夹板将上模各板夹紧夹牢。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 （3） 钻铰上模各销孔和螺孔。把上模部分用平行夹板夹紧，在钻床上以凹模8上的销孔和螺钉孔作为引钻孔，钻铰销钉孔和钻螺纹通孔，然后安装定位销13和螺钉19，拆掉平行夹板。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配4. 安装弹压卸料部分安装弹压卸料部分 （1） 将弹压卸料板套在凸凹模上，弹压卸料板和凸凹模组件端面垫上平行垫块，保证弹压卸料板上端面与凸凹模上平面的装配位置尺寸，用平行夹板将弹压卸料板和下模夹紧，然后在钻床上同钻卸料螺钉孔，拆掉平行

37、夹板，最后将下模各板卸料螺钉孔加工到规定尺寸。 （2） 安装卸料橡皮和定位钉，在凸凹模组件上和弹压卸料板上分别安装卸料橡皮5和定位钉7，拧紧卸料螺钉22。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 5. 检验检验 6. 试冲试冲 说明：图10-13所示的上模部分，最佳设计方案为两组圆柱销和螺钉，分别对凸模组件和凹模进行定位、固紧，使装配过程方便，装配精度也容易保证。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配10.2.8 试模与调整试模与调整 模具按图纸技术要求加工与装配后,必须在符合实际生产条件的环境中进行试冲压生产,通过试冲可以发现模具设计与制造的缺陷,找出产生原因,对模具进行适当的调整和修理后再进

38、行试冲,直到模具能正常工作,才能将模具正式交付生产使用。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配1. 试模的目的试模的目的 （1）鉴定制件和模具的质量 制件从设计到批量生产需经过产品设计、模具设计、模具零件加工、模具组装等多个环节，任一环节的失误都会对制件质量和模具性能产生影响。因此，模具组装后，必须在生产条件下进行试冲，只有冲出合格的零件后才能确定模具的质量。 （2）确定制件的毛坯形状、尺寸 在冲模生产中，有些形状复杂或精度要求较高的弯曲、拉深、成形、冷挤压等制件，很难在设计时精确地计算出毛坯的形状和尺寸。为了能得到较正确的毛坯形状和尺寸，必须通过反复调试模具，冲出合格的零件后才能确定。模具设

39、计与制造第二版 冲压模具制与装配 （3）确定工艺设计、模具设计中的某些设计尺寸 对于一些在模具设计和工艺设计中，难以用计算方法确定的工艺尺寸，如拉深模的凹模圆角，以及某些部位几何形状和尺寸，必须边试冲、边修整，直到冲出合格零件后，才能最后确定。 （4）通过调试,发现问题,解决问题,积累经验,有助于进一步提高模具设计和制造水平。 由此可见,模具调试过程十分重要,是必不可少的。但调试的时间和试冲次数应尽可能少,这就要求模具设计与制造质量过硬,最好一次调试成功。在调试过程中,合格冲压件数的取样一般应在20 1 000件之间。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配2.冲裁模的试模与调整冲裁模的试模与调

40、整 （1）凸、凹模配合深度 凸、凹模的配合深度，通过调节压力机连杆长度来实现。凸、凹模配合深度应适中，不能太深与太浅，以能冲出合适的零件为准。 （2）凸、凹模间隙 冲裁模的凸、凹模间隙要均匀。对于有导向零件的冲模，其调整比较方便，只要保证导向件运动顺利即可保证；对于无导向冲模，可以在凹模刃口周围衬以纯铜皮或硬纸板进行调整，也可以用透光及塞尺测试等方法在压力机上调整，直到凸、凹模互相对中，且间隙均匀后，用螺钉将冲模紧固在压力机上，进行试冲。试冲后检查试冲的零件，看是否有明显毛刺，并判断断面质量，如果试冲的零件不合格，应松开并再按前述方法继续调整，直到间隙合适为止。模具设计与制造第二版 冲压模具制

41、与装配 （3）定位装置的调整 检查冲模的定位零件（定位销、定位块、定位板）是否符合定位要求，定位是否可靠。如位置不合适，在试模时应进行修整，必要时要更换。 （4）卸料装置的调整 卸料装置的调整主要包括卸料板或顶件器是否工作灵活；卸料弹簧及橡胶弹性是否合适，卸料装置运动的行程是否足够；漏料孔是否畅通；打料杆、推料杆是否能顺利推出废料。若发现故障，应进行调整，必要时可更换。 冲裁模试冲时常见的故障、原因及调整方法如表10-7所示。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配表表10-7 冲裁模试冲时常见的故障、原因及调整方法冲裁模试冲时常见的故障、原因及调整方法返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配

42、表表10-7 冲裁模试冲时常见的故障、原因及调整方法（续）冲裁模试冲时常见的故障、原因及调整方法（续）模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配10.3 弯曲模的制造与装配弯曲模的制造与装配 弯曲模制造过程与冲裁模是类似的,差别主要体现在凸、凹模上,而其他零件(如板类零件)与冲裁模相似。 10.3.1 凸、凹模技术要求与加工特点凸、凹模技术要求与加工特点 弯曲是塑性成形中最常见的工序，弯曲模不同于冲裁模，凸、凹模不带有锋利刃口,而带有圆角半径和型面,表面质量要求更高,凸、凹模之间的间隙也要大些(单边间隙略大于坯料厚度)。弯曲模的凸、凹模技术要求及加工特点有以下几个方面：模具设计与制造第二版 冲压模

43、具制与装配 1. 凸、凹模材质应具有高硬度、高耐磨性、高淬透性,热处理变形小,形状简单的凸、凹模一般用T10A 、 CrWMn等,形状复杂的凸、凹模一般用Cr12 、 Cr12MoV 、 W18Cr4V等,热处理后的硬度为5862 HRC； 2. 一般情况下，弯曲模的装配精度要低于冲裁模，但在弯曲工艺中，弯曲件因为材料回弹在成形后形状会发生变化。由于影响回弹的因素较多，很难精确计算，因此，在制造模具时，常要按试模时的回弹值修正凸模（或凹模）的形状；模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 3. 凸、凹模精度主要根据弯曲件精度决定,一般尺寸精度在IT6IT9 ,工作表面质量一般要求是很高,尤其是凹

44、模圆角处(表面粗糙度Ra值为0.8 0.2m)； 4. 为了便于修正，弯曲模的凸模和凹模多在试模合格以后才进行热处理； 5. 凸、凹模圆角半径和间隙的大小、分布要均匀； 10.凸、凹模一般是外形加工，有些弯曲件的毛坯尺寸要经过试模后才能确定。所以，弯曲模的调整工作比一般冲裁模要复杂。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配10.3.2 凸、凹模加工凸、凹模加工 弯曲模凸、凹模加工与冲裁模凸、凹模加工不同之处主要在于前者有圆角半径和型面的加工,而且表面质量要求高。 弯曲模凸、凹模工作面一般是敞开面,其加工一般属于外形加工。对于圆形凸、凹模加工一般采用车削和磨削即可,比较简单。非圆形凸、凹模加工则有

45、多种方法,如表10-8所示。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配表表10-8 非圆形弯曲模凸、凹模常用加工方法非圆形弯曲模凸、凹模常用加工方法返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配10.3.3 试模与调整试模与调整 1.弯曲模上、下模在压力机上的相对位置调整弯曲模上、下模在压力机上的相对位置调整 水平方向位置的调整，对于有导向的弯曲模，上、下模在压力机上的相对位置，由导向装置来决定；对于无导向装置的弯曲模，把事先制造的样件放在模具中（凹模型腔内），然后合模即可。模具高度方向的尺寸靠调节压力机连杆获得，调整时，当上模随滑块下行到下止点时，当能压实样件又不发生硬性碰撞时，模具在压力机上的相对

46、位置就调整好了。 2. 凸、凹模间隙的调整凸、凹模间隙的调整 上、下模的间隙可采用垫硬纸板或标准样件的方法来进行调整。间隙调整后，可将下模固定。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 3. 定位装置的调整定位装置的调整 弯曲模定位零件的定位形状应与坯料一致。在调整时，应充分保证其定位的可靠性和稳定性。 4. 卸件、退件装置的调整卸件、退件装置的调整 弯曲模的卸料系统行程应足够大，卸料用弹簧或橡皮应有足够的弹力，能顺利地卸出制件。 以上各项工作都完成后，即可进行试模。 冲裁模试冲时常见的故障、原因及调整方法如表10-9所示。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配表表10-9 弯曲模试冲时常见的故

47、障、原因和调整方法弯曲模试冲时常见的故障、原因和调整方法返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配10.4 拉深模的制造与装配拉深模的制造与装配 拉深模制造过程与冲裁模是类似的,差别主要体现在凸、凹模上,而其他零件(如板类零件)与冲裁模相似。 10.4.1 凸、凹模技术要求与加工特点凸、凹模技术要求与加工特点 拉深是塑性成形中最常见的工序，拉深模与弯曲模不一样，凸、凹模不带有锋利刃口,而带有圆角半径和型面,表面质量要求更高,凸、凹模之间的间隙也要大些(单边间隙略大于坯料厚度)。拉深模的凸、凹模技术要求及加工特点有以下几个方面：模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 1. 凸、凹模材质应具有高硬

48、度、高耐磨性、高淬透性,热处理变形小，形状简单的凸、凹模一般用T10A 、 CrWMn等,形状复杂的凸、凹模一般用Cr12、Cr12MoV、W18Cr4V等,热处理后的硬度为5862 HRC ; 2. 凸、凹模精度主要根据拉深件精度决定，一般尺寸精度在IT6IT9 ，拉深时，由于材料要在模具表面滑动，拉深凸、凹模的工作表面粗糙度要小，端部要求有光滑的圆角过渡。凹模圆角和孔壁要求表面粗糙度Ra值为0.80.2m，凸模工作表面粗糙度Ra值为1.60.8 m;模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 3. 由于拉深时材料变形复杂，导致凸、凹模尺寸的计算值与实际要求值往往存在误差。因此凸、凹模工作部分的

49、形状和尺寸设计应合理，要留有试模后的修模余地；一般先设计和加工拉深模后设计和加工冲裁模； 4. 拉深模装配时必须安排试装试冲工序，复杂拉深件的毛坯尺寸一般无法通过设计计算确定，所以，拉深模一般先安排试装。凸、凹模淬火有时可以在试模后进行,以便试模后的修模； 模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 5. 凸、凹模圆角半径和间隙的大小、分布要符合设计要求; 6. 拉深凸、凹模的加工方法主要根据工作部分断面形状决定。圆形一般车削加工,非圆形一般划线后铣削加工,然后淬硬,最后研磨、抛光。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配10.4.2 凸、凹模加工凸、凹模加工 拉深模凸模的加工一般是外形加工,而凹模

50、的加工则主要是型孔或型腔的加工。凸、凹模 常用加工方法如表10-10和10-11所示。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配表表10-10 拉深凸模常用加工方法拉深凸模常用加工方法返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配表表10-11 拉深凹模常用加工方法拉深凹模常用加工方法 返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配10.4.3 试模与调整试模与调整 拉深模的安装和调整，基本上与弯曲模相似。 1. 在单动冲床上安装与调整冲模在单动冲床上安装与调整冲模 可先将上模紧固在冲床滑块上，下模放在冲床的工作台上，先不必紧固。先在凹模侧壁放置几个与制件厚度相同的垫片（要放置均匀，最好放置样件），上、下

51、模合模，在调好闭合位置后，再把下模紧固在工作台面上。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配2.在双动冲床上安装与调整冲模在双动冲床上安装与调整冲模 双动冲床主要适于大型双动拉深模及覆盖件拉深模，模具在双动冲床上安装和调整的方法与步骤是： （1） 模具安装前首先应根据拉深模的外形尺寸确定双动冲床内、外滑块是否需要过渡垫板和所需要过渡垫板的形式与规格。 （2） 安装凸模 凸模安装在冲床内滑块上。 （3） 安装压边圈 压边圈安装在外滑块上，将压边圈及过渡垫板用螺栓紧固在外滑块上。 （4） 安装下模 操纵冲床内、外滑块下降，使凸模、压边圈与下模闭合，由导向件决定下模的正确位置，然后用螺栓将下模紧固在工

52、作台上。 （5） 调整内、外滑块的行程 模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配3. 压边力的调整压边力的调整 在拉深过程中，压边力太大，制件易拉裂；压边力太小，则又会使制件起皱。因此，在试模时，调整压边力的大小是关键。压边力的调整方法是： （1） 调节压力机滑块的压力，使之处于正常压力下工作。 （2） 调节拉深模压边圈的压边面，使之与坯料有良好的配合。 （3） 先设定一压边力，进行试拉，视拉深情况决定是增加还是减少压边力，然后进行调整。 当然，在调整压边力的同时，要适当修整凹模的圆角半径和采取良好的润滑措施加以配合。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配4. 拉深深度及间隙的调整拉深深度及间隙

53、的调整 （1） 拉深深度可分成23段来进行调整。即先将较浅的一段调整后，再往下调深一段，一直调到所需的拉深深度为止。 （2） 间隙调整时，先将上模固紧在压力机滑块上，下模放在工作台上先不固紧，然后在凹模内放入样件，上、下模合模，调整各方向间隙，使之均匀一致后，再将模具处于闭合位置，拧紧螺栓，将下模固紧在工作台上，取出样件，即可试模。 拉深模试冲时常见的故障、原因和调整方法如表10-12所示。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配表表10-12 拉深模试冲时常见的故障、原因和调整方法拉深模试冲时常见的故障、原因和调整方法返回模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配实训与练习实训与练习 一、实训一、

54、实训 1. 内容：凸、凹模加工工艺制定 2. 时间：1天。 3. 实训内容：在模具制造工厂或模具拆装实训室，挑选不同结构的模具若干，分成3人一组，每组学生拆装一副模具，测绘并画出凸、凹模零件图，制定其加工工艺。模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配 二、练习二、练习 1. 模具轴、套类零件的加工有什么特点？ 2. 模具工作型面零件类零件的加工有什么特点？ 3. 模具凸模的常用加工方法有哪些？ 4. 模具凹模的常用加工方法有哪些？ 5. 模具零件的常用连接方法有哪些？ 6. 模具间隙如何控制？ 7. 冲裁模的试模与调整主要有哪些内容？ 8. 弯曲模的试模与调整主要有哪些内容？ 9. 拉深模的试模与调整主要有哪些内容？模具设计与制造第二版 冲压模具制与装配