【精品】冲压模具设计-模具设计（可编辑.ppt

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1、冲压模具设计-模具设计2 2第3章 冲压模设计3.1.1 冲模零件分类冲模零件分类构成冲模结构的零件多种多样，但归纳起来可分为工艺零件与结构零件两类。前者直接参与完成工艺过程并决定着制件的形状与尺寸及其精度，后者只对模具完成工艺过程起保证或完善作用。其分类如图31所示。3.1 冲模设计冲模设计3 3第3章 冲压模设计图31 冲模零件分类4 4第3章 冲压模设计在这些零件中，很多已完成标准化工作。冲模设计中的标准化与典型化，具有重大的意义。它能简化设计工作，稳定设计质量。标准件的成批制造，可以采用二类零件，从而提高了模具制造的劳动生产率，降低了制造成本，缩短了制造周期。国家标准总局对冷冲模先后制

2、定了GB285181GB287581和GB/T28511990GB/T28611990及GB/T124471990等标准，设计中应优先选用。5 5第3章 冲压模设计3.1.2 冲模的标准化零件冲模的标准化零件1.模架模架常用的标准模架是由上、下模座及导柱、导套组成的。模架的组成零件已标准化，设计中可直接选用标准模架。按导柱在模架中固定位置的不同，国家标准的模架形式如图32所示。6 6第3章 冲压模设计7 7第3章 冲压模设计8 8第3章 冲压模设计图32(a)所示的对角导柱、图32(d)、(e)所示的中间导柱及图32(f)所示的四角导柱模架的共同特点是，导向装置都安装在模具的对称线上，滑动平稳

3、，导向准确可靠，冲压时，可防止偏心力矩而引起的模具的偏斜，有利于延长模具的寿命。但条料宽度受导柱间距离的限制。对角导柱模具常用于级进模，中间导柱及四角导柱模架常用于复合模、压弯模、成形模冲制较精密的制件。9 9第3章 冲压模设计 2导向装置导向装置常用的导向装置有导板式和导柱式两种。导板导向分为固定导板(如图22中的件3)和弹压导板两种形式，导板的结构已标准化。导板的导向孔须按凸模的断面形状加工，冲压及刃磨时，凸模始终不离开导板，从而起到导向作用。工件外形复杂时，导板加工和热处理都困难，所以生产中，更多地使用导柱及导套导向。导柱及导套导向也分为两种形式：滑动导向和滚珠导向。滚珠导向用于精密冲裁

4、模、硬质合金模、高速冲模及其它精密模具上。导柱、导套的国家标准结构分别如图33和图34所示。1010第3章 冲压模设计图33 标准导柱1111第3章 冲压模设计图34 标准导套1212第3章 冲压模设计导柱与导套的配合采用H7/h6或H6/h5，并且成对研配。选用时，导柱、导套的间隙，根据模具的要求，应该不大于凸模与凹模的配合间隙。为了导向的可靠，导柱、导套的安装尺寸如图35所示。在保证安装尺寸的前提下，导柱应尽可能长，以保证更好的导向性。1313第3章 冲压模设计图35 导向装置安装尺寸1414第3章 冲压模设计3 3上、下模座上、下模座模座主要用来固定冲模所有的零件，并分别与压力机的滑块和

5、工作台相连，传递压力。模座的长度尺寸比凹模的长度单边大4070 mm，宽度可以略大或等于凹模宽度。下模座的尺寸要比工作台孔每边大4050 mm。模座的厚度在2055 mm之间，下模座比上模座略厚。因为冲模是在冲击负荷下工作的，所以，模座材料用灰口铸铁来做，它具有较好的吸震性，常用牌号为HT200，精密模具选用ZG310570。特殊需要时，也可采用抗拉强度更高的普通碳素钢来做。1515第3章 冲压模设计4模柄上模的固定在中、小型压力机上是通过模柄与滑块相连的。模柄的直径及长度与冲床的滑块孔有关。标准的模柄结构如图36所示。1616第3章 冲压模设计图36 标准模柄1717第3章 冲压模设计图36

6、(a)为压入式模柄，它与上模座以H7/h6配合并加以销钉以防转动，主要用于上模座较厚又没有开设推板孔或上模座比较重的场合；图36(b)为旋入式模柄，通过螺纹与模座连接，并加防转螺钉，主要用于有导柱、导套的中小型模具中；图36(c)为凸缘模柄，用螺钉、销钉与模座定位固定，适用于大型模具，或有刚性推件时采用。凸缘埋入上模座时，可减小模具闭合高度，也有的凸缘露在外边，可根据需要决定；图36(d)、(e)为通用式模柄，都为简易式的，方便凸模的更换，主要用于敝开式简单模中；图36(f)、(g)为浮动式模柄，因为它有球面垫片，可以消除压力机导向误差对模具导向精度的影响，主要用于硬质合金等精密导柱模。181

7、8第3章 冲压模设计5.侧刃和挡块侧刃和挡块侧刃相当于一个特殊的凸模,其作用是控制条料送进的步距。当条料通过前宽后窄的导料板向前送进时，侧刃切出一个送料步距长度的条料边缘实现定位。国家标准的侧刃结构分为无导向侧刃(如图37(a)所示)和有导向侧刃(如图38(a)所示)。按其刃口形状的不同又分为矩形侧刃(如图37(b)和图38(b)所示)、齿形侧刃(如图37(c)、(d)和图38(c)、(d)所示)和尖角形侧刃(如图37(e)和图38(e)所示)。1919第3章 冲压模设计图37 无导向侧刃2020第3章 冲压模设计图38 有导向侧刃2121第3章 冲压模设计矩形侧刃的结构与制造都很简单，但刃口

8、磨钝后，在条料上易产生毛刺，如图39所示。这种毛刺会影响送料精度，所以常用于料厚在1.5 mm以下，且要求不高的制件。齿形侧刃所产生的毛刺处在侧刃齿形的冲出的宽缺口中，所以定距精度比矩形高，但较矩形侧刃结构复杂，加工较难。2222第3章 冲压模设计图39 侧刃定距精度分析(a)矩形侧刃；(b)齿形侧刃2323第3章 冲压模设计 尖角侧刃，是在条料的边缘冲出一个缺口，条料送进时，当缺口直边滑过挡销后，再向后拉料，由挡料销挡住缺口。这种侧刃定距操作不方便，但切去的料少，适合于贵重金属或料厚为0.52 mm的冲裁。在实际生产中，有一种特殊侧刃,侧刃在完成定距的同时也冲出工作的部分轮廓,如图310所示

9、。2424第3章 冲压模设计图310 特殊侧刃2525第3章 冲压模设计根据制件的结构特点和材料利用率,可采用一个(单侧刃)或两个侧刃(双侧刃)。双侧刃可在条料两侧并列或错开布置。错开布置时，可使条料的尾料得到利用。单侧刃一般用于工位数少、料厚且硬的情况；双侧刃用于工位数多、料薄的情况。双侧刃冲出的制件精度比单侧刃高。侧刃的制造公差按h6确定。带侧刃的模具，一般都在带侧刃旁的导料板上装有挡块，以便维修与更换。2626第3章 冲压模设计6.导料板与侧压板导料板与侧压板导料板(导尺)的作用是保证条料的送料方向,常用于带弹压卸料板或固定卸料板的单工序模和级进模。其国家标准结构见图311。其中图311

10、(b)所示为导料板与固定卸料板做成一体的结构。大多数模具，特别是冲薄料时，都用两块导料板导向，这样送料比较准确。2727第3章 冲压模设计图311 标准导料板2828第3章 冲压模设计 导料板的长度L一般大于或等于凹模长度。其厚度H根据制件料厚和挡料销的高度而定，一般为414 mm，导料板间距需根据料宽及条料定位方式定。如果条料公差很大，或搭边太小，则在导料板一侧装侧压板。送料时，条料被侧压板压向导料板的一侧，以便和凹模保持一定的位置关系，从而冲出合格的制件。其结构形式如图312所示。其中图312(a)侧压力较大，宜用于厚料冲裁；而图312(b)结构简单，力小，适用于0.31 mm的薄料,其安

11、装位置与数量视需要而定；图312(c)侧压力大且均匀，但其安装位置限于进料口。2929第3章 冲压模设计图312 侧压板形式3030第3章 冲压模设计7挡料销挡料销挡料销是控制条料送进距离的零件，根据其工作特点及作用可分为固定挡料销、活动挡料销及始用挡料销。(1)固定挡料销：结构最简单，其国家标准结构如图313(a)所示。固定部分直径d与工作部分直径D相差一倍多，广泛用于中、小型冲模条料定距。当挡料销的固定孔离凹模孔壁太近时，为不削弱凹模强度，可采用图313(b)所示的钩形挡料销结构。3131第3章 冲压模设计图313 固定挡料销3232第3章 冲压模设计(2)活动挡料销:其国家标准结构如图3

12、14所示。挡料销的一端与弹簧、橡皮发生作用，因而可以活动。活动挡料销常用在倒装式落料模或复合模中，装在弹压卸料板上。图314(d)又称回带式挡料销，面对送料方向的一面做成斜面，送料时，挡料销抬起，簧片将挡料销压下，此时应将料回拉一下，使搭边被挡料销挡住。这种形式常用于带固定卸料板的落料模。3333第3章 冲压模设计图314 活动挡料销(a)弹簧式活动挡料销；(b)扭簧式活动挡料销；(c)橡皮式活动挡料销；(d)回带式挡料销3434第3章 冲压模设计(3)始用挡料销:其国家标准结构如图315所示。其主要用于冲裁排样中不能冲首件的级进模和单工序模中，目的是为了提高材料利用率。8.定位板、定位销定位

13、板、定位销单个毛坯在模具上定位时，常采用定位板或定位销。定位有两种形式：一种是靠毛坯外形定位的(如图316(a)所示)；一种是靠毛坯内孔定位的(如图316(b)所示)。定位板厚度或定位销高度可按表31选用。3535第3章 冲压模设计图315 始用挡料销3636第3章 冲压模设计图316 定位板和定位销的结构形式3737第3章 冲压模设计表表31 定位板和定位销的高度定位板和定位销的高度3838第3章 冲压模设计9.刚性刚性(固定固定)卸料装置卸料装置如图317所示,图(a)、(b)主要用于防止工件或条料随着上模上行，称固定卸料，常在冲制材料厚度大于0.8 mm时采用。固定卸料板应有足够的厚度，

14、不因卸料力大而变形，一般为620 mm。其长、宽选取和凹模的相同。3939第3章 冲压模设计图317 固定卸料装置4040第3章 冲压模设计图318主要用于将废料或工件从上往下从凹模内卸下，称刚性推件。其推件力通过打杆、推板、连接推杆、推块至工件或废料。连接推杆的根数及布置以使推件块受力均衡为原则，一般为24根且分布均匀，长短一致。推板装在上模座的孔内，为保证凸模支承的刚度和强度，放推板的孔不能全部挖空。图319所示为标准推板的结构，设计时可根据要求选用。刚性推件装置推件力大，结构简单，工作可靠，所以应用十分广泛。4141第3章 冲压模设计图318 刚性推件装置4242第3章 冲压模设计图31

15、9 推板4343第3章 冲压模设计10弹压卸料装置弹压卸料装置如图320所示,弹压卸料装置主要用于冲制薄料的模具。弹压卸料板既起压料作用也起卸料作用，所得冲件平直度较高。图320(a)是最简单的形式，用于简单冲裁模中；图320(b)用于以导料板为导向的冲模中，卸料板凸台部分的高度为4444第3章 冲压模设计 hHxt(31)式中:h卸料板凸台高度；H导料板高度；t料厚；x系数,取0.10.3,对于薄料取大值,对于厚料取小值。4545第3章 冲压模设计图320(c)和(e)都用于倒装式复合模中，但后者的弹性元件装在工作台下方，所能提供的弹性力更大，大小更易调节。图320(d)是以弹压卸料板作为细

16、长凸模的导向，卸料板本身又以两个以上的小导柱导向，以免弹压卸料板产生水平摆动，从而起保护小凸模的作用。这种结构的卸料板与凸模按H7/h6制造，但其间隙应比凸、凹模间隙小。而凸模与固定板则以H7/h6或H8/h7配合。这种结构多用于小孔冲模、精密冲模和多工位级进模中。4646第3章 冲压模设计图320 弹性卸料装置4747第3章 冲压模设计弹压卸料板与凸模的单边间隙，可按表32选取。此外，当模具在开启状态时，卸料板应高出模具工作零件刃口0.30.5 mm，以便完全卸料。11废料切刀废料切刀对于落料或切边后的废料，如果尺寸大或板料厚，可用废料切刀将废料切开而卸料。国家标准的废料切刀如图321所示。

17、4848第3章 冲压模设计表表32 弹压卸料与凸模间隙值弹压卸料与凸模间隙值4949第3章 冲压模设计图321 废料切刀5050第3章 冲压模设计3.1.3 冲模工作部分尺寸计算冲模工作部分尺寸计算1冲裁模冲裁模冲裁件的尺寸精度主要取决于凸模与凹模的刃口尺寸。因此，正确确定凸模和凹模的刃口尺寸和公差，是模具设计的一项重要工作。1)凸模与凹模刃口尺寸确定的原则我们已经知道，冲裁件的断面有圆角、光面、毛面和毛刺四个部分。而在冲裁件的测量与使用中，都是以光面的尺寸为基准的。根据观察与分析，落料件的尺寸接近于凹模尺寸，而冲孔件的尺寸接近于凸模尺寸。故计算凸模与凹模刃口尺寸时，应按落料与冲孔两种情况分别

18、进行。其计算原则如下：5151第3章 冲压模设计(1)落料时以凹模尺寸为基准，即先确定凹模尺寸。考虑到凹模尺寸在使用过程中因磨损而增大，故落料件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸，而落料凸模的基本尺寸，则按凹模基本尺寸减最小初始间隙。(2)冲孔时以凸模尺寸为基准，即先确定凸模尺寸。考虑到凸模尺寸在使用过程中因磨损而减小，故冲孔件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸，而冲孔凹模的基本尺寸，则按凸模基本尺寸加最小初始间隙。5252第3章 冲压模设计(3)凸模与凹模刃口的制造公差根据工件的精度要求而定。一般取比工件精度高二到三级的精度。考虑到凹模比凸模加工稍难，凹模比凸模低一级。2)凸

19、模与凹模刃口尺寸的计算方法凸模与凹模刃口尺寸的计算，与加工方法有关。加工方法可分为分开加工和配合加工。(1)分开加工。这种加工方法的凸模与凹模间隙的均匀性纯靠加工精度保证，目前多用于圆形或简单规则形状的工件。冲模刃口与工件尺寸及公差分布如图322所示。其计算公式可根据计算原则导出：5353第3章 冲压模设计图322 冲孔落料时刃口尺寸与公差的关系(a)落料；(b)冲孔5454第3章 冲压模设计落料时：(32)(33)冲孔时：(34)(35)式中:DA、DT落料凹模尺寸；dT、dA冲孔凸、凹模尺寸；Dmax落料件的最大极限尺寸；dmin冲孔件的最小极限尺寸；冲裁件制造公差；Zmin最小初始双面间

20、隙；5555第3章 冲压模设计T、A凸、凹模的制造偏差，可查表33，或取T0.4(ZmaxZmin)、A0.6(ZmaxZmin)；x系数，在0.51之间，与工件精度有关，可查表34或按下列值选取：工件精度IT10以上：x1；工件精度IT11IT13：x0.75；工件精度IT14：x0.5。5656第3章 冲压模设计采用分开加工法时，因要分别标注凸、凹模刃口尺寸与公差，所以无论冲孔或落料，为了保证间隙值，必须验算下列条件：|T|A|(ZmaxZmin)(36)如果不满足上式，当稍不满足时，可适当调整T、A值以满足上述条件，这时，可取T0.4(Zmax Zmin)、A0.6(Zmax Zmin)

21、；如果相差很大，则应采用配合加工法。5757第3章 冲压模设计表表33 凸、凹模的制造偏差凸、凹模的制造偏差5858第3章 冲压模设计表表34 x系数表系数表5959第3章 冲压模设计图323 垫圈6060第3章 冲压模设计 例例31 冲制如图323所示的垫圈，材料为Q235钢，料厚t1 mm，计算冲裁凸模和凹模刃口尺寸。解解 外形30 mm属于落料，内形 130.43 mm属于冲孔，外形 30尺寸为未注公差尺寸，一般按IT14级确定其公差。查公差表得其公差值为0.52，因为外形尺寸，故按基轴制写为 300.52。其计算过程如下：006161第3章 冲压模设计 对于落料30 00.52 mm，

22、计算公式如下：DA(Dmaxx)DT(DAZmin)(DmaxxZmin)查表22、表33和表34得Zmin0.100 mm，Zmax0.140 mm；A0.025 mm，T0.020 mm；x0.5校核条件:|T|A|0.020.0250.045ZmaxZmin0.1400.1000.040说明不满足|T|A|(ZmaxZmin)的条件，但因为相差不大，此时可调整如下：0A0T0T6262第3章 冲压模设计T0.4(ZmaxZmin)0.40.0400.016 mm A0.6(ZmaxZmin)0.60.0400.024 mm将已知数据代入公式得 DA(300.50.52)0.02429.7

23、40.024 mm DT(29.740.10)00.01629.6400.016 mm 对于冲孔130.43 mm，计算公式如下：dT(dminx)dA(dTZmin)(dminxZmin)00000TA0A6363第3章 冲压模设计查表、表34和表35得 Zmin0.100 mm，Zmax0.140 mm；A0.020 mm，T0.020 mm；x0.5校核条件:|T|A|0.020.0200.040 ZmaxZmin0.1400.1000.040说明满足|T|A|(ZmaxZmin)的条件。将已知数据代入公式，即得 dT(130.50.43)0.02013.2200.020 mm dA(1

24、3.220.100)0.02013.320.0200 mm006464第3章 冲压模设计 (2)配合加工。这种加工方法的凸模与凹模间隙的均匀性依靠工艺方法保证。配合加工又可分为先加工凸模，配作凹模与先加工凹模配作凸模两种。其方法是先按设计尺寸制造一个基准件(凸模或凹模)，然后根据基准件制造出的实际尺寸按所需的间隙配作另一件，这样在图中的尺寸就可以简化，只要先标基准件尺寸及公差，而另一件只注明按基准件配作加工，并给出间隙值即可。这种方法不仅容易保证间隙，而且制造加工也较容易，广泛运用于目前工厂的实际制作。它特别适合于各种复杂几何形状的凸、凹模刃口尺寸的计算。6565第3章 冲压模设计配合加工的计

25、算以图324(a)所示的工件为例，方法如下：因该零件为落料件，故以凹模为基准件来配作凸模。图324(b)所示为冲裁该工件所用落料凹模的刃口的轮廓图，图中虚线表示凹模刃口磨损后尺寸的变化情况。从图中可以看出，凹模磨损后刃口尺寸有变大、变小和不变三种情况，所以凹模刃口尺寸也分三种情况来进行计算。6666第3章 冲压模设计图324 配合加工法(a)落料件；(b)凹模刃口轮廓6767第3章 冲压模设计(1)凹模磨损后尺寸变大的：A1、A2、A3；按一般落料凹模计算公式：(37)(2)凹模磨损后尺寸变小的：B1、B2、B3；按一般冲孔凸模计算公式：(38)(3)凹模磨损后尺寸不变的：C1、C2；其基本公

26、式为 CA(Cmin0.5)0.5A 按工件标注方式的不同，分为以下三种情况：06868第3章 冲压模设计工件尺寸为C 时，CA(C0.5)0.5A (39)工件尺寸为C时，CA(C0.5)0.5A (310)工件尺寸为C时，CAC0.5A (311)式(37)式(311)中；AA、BA、CA相应的凹模刃口尺寸；Amax工件的最大极限尺寸；Bmin工件的最小极限尺寸；C工件的基本尺寸；工件的公差；工件的偏差；A、0.5A凹模的制造偏差，通常取A/4。006969第3章 冲压模设计计算出的落料凹模尺寸及公差标注在凹模图纸上，而落料凸模尺寸不需计算，只要在凸模图纸上标上基本尺寸并注明：“凸模刃口尺

27、寸按凹模实际尺寸配作，保证双面最小间隙Zmin”即可。冲孔时应以凸模为基准来配作凹模，其计算方法同样根据以上磨损分类情况来分析计算。7070第3章 冲压模设计 例例32 如图325(a)所示制件，其材料为08钢，料厚为2 mm，求凸、凹模刃口尺寸及公差。解解 考虑到工件形状复杂，宜采用配作法加工凸、凹模。此制件为落料件，故以凹模为基准件来配作凸模。凹模磨损后其尺寸变化有三种情况，见图325(b)。7171第3章 冲压模设计(1)凹模磨损后尺寸变大的：800.4、40；40为未注公差尺寸，一般按IT14确定其公差，查公差表可以确定公差为0.62。因40为外形尺寸，故按基轴制标注为400.62。其

28、计算公式为 AA(Amaxx)A 查表34得x10.75,x20.5,取A/4。00将已知数据代入公式得 A1A(800.750.4)0.4/479.70.1 mm A2A(400.500.62)0.62/439.690.16 mm7272第3章 冲压模设计图325 刃口计算实例(a)工件；(b)凹模刃口7373第3章 冲压模设计 (2)凹模磨损后尺寸变小的：220.14 mm；其计算公式为BA(Bminx)0A 查表34得x0.75，取A/4。将已知数据代入公式得BA(21.860.750.28)0.28/4 mm07474第3章 冲压模设计将已知数据代入公式得 CA(14.90.50.4)

29、0.5 15.10.05 mm 查表22得Zmax0.360 mm,Zmin0.246 mm。凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制，保证双面间隙值为(0.2460.360)mm。0.4 4 (3)凹模磨损后尺寸不变的：150.30.1 mm；其基本公式为CA(Cmin0.5)0.5A取A/4。7575第3章 冲压模设计2弯曲模弯曲模弯曲模工作零件的设计主要是确定凸、凹模工作部分的圆角半径，凹模深度，凸、凹模间隙，横向尺寸及公差等，凸、凹模安装部分的结构设计与冲裁凸、凹模的基本相同。弯曲凸、凹模工作部分的结构及尺寸如图326所示。7676第3章 冲压模设计图326 弯曲凸、凹模工作部分的结构及尺寸77

30、77第3章 冲压模设计1)凸模圆角半径 rT当弯曲件的相对弯曲半径rt58、且不小于rmint时，凸模的圆角半径取等于弯曲件的圆角半径，即rTr。若rtrmint，则应取rTrmin，将弯曲件先弯成较大的圆角半径，然后采用整形工序进行整形，使其满足弯曲件圆角半径的要求。当弯曲件的相对弯曲半径rt10时，由于弯曲件圆角半径的回弹较大，凸模的圆角半径应根据回弹值作相应的修正，修正值为2.3.3节中公式(218)，即7878第3章 冲压模设计2)凹模圆角半径 rA凹模圆角半径的大小对弯曲变形力、模具寿命、弯曲件质量等均有影响。rA过小时，坯料拉入凹模的滑动阻力增大，易使弯曲件表面擦伤或出现压痕，并增

31、大弯曲变形力和影响模具寿命；rA过大时，又会影响坯料定位的准确性。生产中，凹模圆角半径rA通常根据材料厚度选取：7979第3章 冲压模设计t2 mm时，rA(36)t；t24 mm时，rA(23)t；t4 mm时，rA2t。另外，凹模两边的圆角半径应一致，否则在弯曲时坯料会发生偏移。V形弯曲凹模的底部可开设退刀槽或取圆角半径rA(0.60.8)(rTt)。8080第3章 冲压模设计3)凹模深度l0凹模深度过小，则坯料两端未受压部分太多，弯曲件回弹大且不平直，影响其质量；凹模深度若过大，则浪费模具钢材，且需压力机有较大的工作行程。V形件弯曲模：凹模深度l0及底部最小厚度h值可查表35。但应保证凹

32、模开口宽度LA之值不能大于弯曲坯料展开长度的0.8倍。8181第3章 冲压模设计表表35 凹模深度凹模深度l0及底部最小厚度及底部最小厚度h8282第3章 冲压模设计U形件弯曲模：对于弯边高度不大或要求两边平直的U形件，则凹模深度应大于弯曲件的高度，如图326(b)所示，其中h0值见表36；对于弯边高度较大，而平直度要求不高的U形件，可采用图326(c)所示的凹模形式，凹模深度l0值见表37。8383第3章 冲压模设计表表36 弯曲弯曲U形件凹模形件凹模h0值值8484第3章 冲压模设计表表37 弯曲弯曲U形件凹模深度形件凹模深度 l0 值值8585第3章 冲压模设计4)凸、凹模间隙弯曲V形件

33、时，凸、凹模间隙是由调整压力机的闭合高度来控制的，模具设计时可以不考虑。对于U形类弯曲件，设计模具时应当确定合适的间隙值。间隙过小，会使弯曲件直边料厚减薄或出现划痕，同时还会降低凹模寿命，增大弯曲力；间隙过大，则回弹增大，从而降低了弯曲件精度。生产中，U形件弯曲凸、凹模单边间隙一般可按如下公式确定。8686第3章 冲压模设计弯曲有色金属时 Ztminct (312)弯曲黑色金属时 Ztmaxct (313)式中:Z弯曲凸、凹模的单边间隙；t弯曲件的材料厚度(基本尺寸)；tmin、tmax弯曲件材料的最小厚度和最大厚度；c间隙系数，可查表38。8787第3章 冲压模设计表表38 U形件弯曲凸、形

34、件弯曲凸、凹模的间隙系数凹模的间隙系数c值值8888第3章 冲压模设计5)U形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差确定U形件弯曲凸、凹模横向尺寸及公差的原则是：弯曲件标注外形尺寸时(见图327(a)，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上；弯曲件标注内形尺寸时(见图327(b)，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上；基准凸、凹模的尺寸及公差则应根据弯曲件的尺寸、公差、回弹情况以及模具磨损规律等因素确定。8989第3章 冲压模设计图327 标注外形与内形的弯曲件及模具尺寸9090第3章 冲压模设计 (1)弯曲件标注外形尺寸时(见图327(a)(314)(315)(2)弯曲件标注内形尺寸时(见图327(b)(316

35、)(317)式中:LA、LT 弯曲凸、凹模横向尺寸；Lmax、Lmin弯曲件的横向最大、最小极限尺寸；弯曲件横向的尺寸公差；9191第3章 冲压模设计A、T弯曲凸、凹模的制造公差，可采用IT7IT9级精度，一般取凸模的精度比凹模精度高一级，但要保证A2T2tmax的值在最大允许间隙范围以内；Z凸、凹模单边间隙。当弯曲件的精度要求较高时，其凸、凹模可以采用配作法加工。9292第3章 冲压模设计3拉深拉深1)凸、凹模的圆角半径(1)凹模圆角半径。凹模圆角半径rA越大，材料越易进入凹模，但rA过大，材料易起皱。因此，在材料不起皱的前提下，rA宜取大一些。第一次(包括只有一次)拉深的凹模圆角半径可按以

36、下经验公式计算：(318)9393第3章 冲压模设计式中:rA1凹模圆角半径；D坯料直径；d凹模内径(当工件料厚t1时，也可取首次拉深时工件的中线尺寸)；t材料厚度。以后各次拉深时，凹模圆角半径应逐渐减小，一般可按以下关系确定：rAi(0.60.9)rA(i1)(i2,3,n)(319)盒形件拉深凹模圆角半径按下式计算：rA(48)t (320)rA也可根据拉深件的材料种类与厚度参考表39确定。9494第3章 冲压模设计表表39 拉深凹模圆角半径拉深凹模圆角半径rA的数值的数值 (mm)以上计算所得凹模圆角半径均应符合rA2t的拉深工艺性要求。对于带凸缘的筒形件，最后一次拉深的凹模圆角半径还应

37、与零件的凸缘圆角半径相等。9595第3章 冲压模设计(2)凸模圆角半径。凸模圆角半径rT过小，会使坯料在此受到过大的弯曲变形，导致危险断面材料严重变薄甚至拉裂；rT过大，会使坯料悬空部分增大，容易产生“内起皱”现象。一般rTrA，单次拉深或多次拉深的第一次拉深可取：rT1(0.71.0)rA1 (321)以后各次拉深的凸模圆角半径可按下式确定：(i3,4,n)(322)式中：di1、di各次拉深工序件的直径9696第3章 冲压模设计2)凸、凹模间隙拉深模的凸、凹模间隙对拉深力、拉深件质量、模具寿命等都有较大的影响。间隙小时，拉深力大，模具磨损也大，但拉深件回弹小，精度高。间隙过小，会使拉深件壁

38、部严重变薄甚至拉裂。间隙过大，拉深时坯料容易起皱，而且口部的变厚得不到消除，拉深件出现较大的锥度，精度较差。因此，拉深凸、凹模间隙应根据坯料厚度及公差、拉深过程中坯料的增厚情况、拉深次数、拉深件的形状及精度等要求来确定。9797第3章 冲压模设计(1)对于无压料装置的拉深模，其凸、凹模单边间隙可按下式确定：Z(11.1)tmax(323)式中:Z凸、凹模单边间隙；tmax材料厚度的最大极限尺寸。对于系数11.1，小值用于末次拉深或精度要求高的零件拉深，大值用于首次和中间各次拉深或精度要求不高的零件拉深。(2)对于有压料装置的拉深模，其凸、凹模单边间隙可根据材料厚度和拉深次数参考表310确定。9

39、898第3章 冲压模设计表表310 有压料装置的凸、凹模单边间隙值有压料装置的凸、凹模单边间隙值Z (mm)9999第3章 冲压模设计(3)对于盒形件拉深模，其凸、凹模单边间隙可根据盒形件精度确定，当精度要求较高时，Z(0.91.05)t；当精度要求不高时，Z(1.11.3)t。最后一次拉深取较小值。另外，由于盒形件拉深时坯料在角部变厚较多，因此圆角部分的间隙应较直边部分的间隙大0.1t。100100第3章 冲压模设计3)凸、凹模工作尺寸及公差拉深件的尺寸和公差是由最后一次拉深模保证的，考虑拉深模的磨损和拉深件的弹性回复，最后一次拉深模的凸、凹模工作尺寸及公差按如下确定：当拉深件标注外形尺寸时

40、(见图328(a)，则(324)(325)101101第3章 冲压模设计 当拉深件标注内形尺寸时(见图328(b)，则(326)(327)式中:DA、dA凹模工作尺寸；DT、dT凸模工作尺寸；Dmax、dmin拉深件的最大外形尺寸和最小内形尺寸；Z凸、凹模单边间隙；拉深件的公差；T、A凸、凹模的制造公差，可按IT6IT9级确定，或查表311。102102第3章 冲压模设计图328 拉深件尺寸与凸、凹模工作尺寸(a)拉深件标注外形尺寸；(b)拉深件标注内形尺寸103103第3章 冲压模设计表表311 拉深凸、凹模制造公差拉深凸、凹模制造公差(mm)104104第3章 冲压模设计对于首次和中间各次

41、拉深模，因工序件尺寸无需严格要求，所以其凸、凹模工作尺寸取相应工序的工序件尺寸即可。若以凹模为基准，则(328)(329)式中,D为各次拉深工序件的基本尺寸。105105第3章 冲压模设计(1)圆形标准凸模:如图329所示,图(a)为国家标准的结构(GB2863.181)及固定形式。采用的台阶是为了增加凸模的刚性，凸模与固定板的配合采用H7/m6的过渡配合。图329(e)、(f)是快换式的小凸模，其维修、更换方便。圆形标准凸模的具体结构及要求可查阅冲模设计资料，其它形状凸模设计的形位公差、表面粗糙度等要求可依据圆形标准凸模来进行。106106第3章 冲压模设计(2)异形凸模:大多数情况下，凸模

42、截面为非圆形，称为异形。异形凸模的结构与固定方式如图329(b)所示。为使凸模加工方便，异形凸模做成等断面，称直通式。其固定方式采用N7/h6，P7/h6铆接固定,这种固定方式都必须在固定端接缝处加止动销防转。也可采用低熔点合金或粘接剂固定(如图329(c)和(d)所示)。对于截面尺寸较大的，还可以采取螺钉、销钉直接固定的方式(如图329(h)所示。)107107第3章 冲压模设计图329 凸模及其固定方式108108第3章 冲压模设计(3)冲小孔凸模:当冲制孔径与料厚相近的小孔时，应考虑采用加强凸模的强度与刚度的措施以保护凸模。其措施一般有加凸模护套(如图329(g)所示)和对凸模进行导向的

43、方式。另外采用厚垫板缩短凸模长度也是提高凸模刚性的一种方法，如图330所示。109109第3章 冲压模设计图330 短凸模冲孔模110110第3章 冲压模设计2)凸模长度的计算凸模长度依模具结构而定。如果采用固定卸料板和导料板时(见图331)，凸模长度按下式确定：Lh1h2h3h(330)式中:h1凸模固定板厚度；h2固定卸料板厚度；h3导料板厚度；h附加长度，主要考虑凸模进入凹模深度(0.51 mm)、总修模量(1015 mm)及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板的安全距离(1520 mm)。.111111第3章 冲压模设计图331 凸模长度计算112112第3章 冲压模设计3)凸模的强度与刚

44、度校核一般情况下，凸模的强度与刚度足够，但当凸模截面尺寸很小而冲裁厚料或凸模特别细长时，则应进行强度与刚度的校核。(1)强度校核。凸模最小截面积应满足下式，则强度满足要求：(331)特别地，对于圆形凸模，当推件力或顶件力为零时，则为(332)113113第3章 冲压模设计式(331)和式(332)中:dmin凸模工作部分的最小直径；Amin凸模最小截面积；Fz凸模纵向所受的压力，其值为总冲压力；t料厚；b冲剪材料的抗剪强度；bc凸模材料的许用抗压强度。114114第3章 冲压模设计(2)刚度校核。凸模的最大长度不超过下式：有导向的凸模(333)无导向的凸模(334)对于圆形凸模式(333)和式

45、(334)中:Lmax凸模允许的最大长度；Imin凸模最小截面的惯性矩；d凸模最小截面的直径。115115第3章 冲压模设计2凹模凹模1)凹模的外形结构及固定方法小型圆形凹模结构采用国家标准形式，如图332(a)、(b)所示，可直接装在凹模固定板内，主要用于冲孔。116116第3章 冲压模设计图332 凹模的结构及固定117117第3章 冲压模设计实际生产中，更多情况是使用凹模板，如图332(c)所示。用螺钉和销钉直接固定在固定板上，其螺钉及销钉孔与凹模孔壁间距不能太小，否则会影响凹模强度，其值可查表312。凹模板国家标准为GB2858.181和GB2858.481。图332(d)所示为快换式

46、结构。118118第3章 冲压模设计 2)凹模孔口的结构形式凹模孔口的结构形式、特点及应用如表313所示。119119第3章 冲压模设计表表 3-12 凹模刃壁至螺孔、销孔之间的距离凹模刃壁至螺孔、销孔之间的距离 120120第3章 冲压模设计表表313 凹模刃口孔型凹模刃口孔型121121第3章 冲压模设计续表122122第3章 冲压模设计3)凹模的外形尺寸凹模的外形尺寸一般用经验公式确定，然后将计算得出的长宽厚的尺寸套国家标准GB2858.181和GB2858.481，最终确定其外形尺寸，并以套标后的凹模外形尺寸来确定模架的大小。经验计算公式为 凹模厚HHks(335)凹模宽度BBs(2.

47、54.0)H(336)凹模长度LLs12s2(337）123123第3章 冲压模设计式中：k系数，考虑板厚的影响，其值查表314；s垂直于送料方向的凹模刃壁间的最大距离；s1送料方向的凹模刃壁间的最大距离；s2送料方向的凹模刃壁到凹模边缘的最小距离，其值查表315。124124第3章 冲压模设计表表314 凹模厚度系数凹模厚度系数k125125第3章 冲压模设计表表315 凹模孔壁至边缘距离凹模孔壁至边缘距离126126第3章 冲压模设计表表316 不同料厚时的不同料厚时的、h值值127127第3章 冲压模设计 3凸凹模凸凹模复合模中，凸凹模内外均为刃口，其壁厚取决于工件相对应的尺寸。但其值必

48、须考虑凹模的强度。倒装式复合模中，凸凹模的最小壁厚由经验确定，可查表317。对于正装式复合模，由于凸凹模装在上模，内孔不积存废料，最小壁厚可比倒装式的小一些。128128第3章 冲压模设计表表317 倒装式复合模的最小壁厚倒装式复合模的最小壁厚129129第3章 冲压模设计4凸、凹模的镶拼结构凸、凹模的镶拼结构1)镶拼结构的特点及应用当制件形状复杂，尺寸很大或很小，精度要求高时，工作零件一般采用镶拼结构。镶拼结构比整体式制造容易，不易热处理开裂，更换、维修方便，可节约模具钢,但镶拼结构装配麻烦，零件数量多，成本也高。因此，采用镶拼结构必须选择好适当的镶拼形式，才能取得良好的效果。130130第

49、3章 冲压模设计2)镶拼结构的形式(1)平面式：把各拼块用螺钉和销钉定位固定到固定板或底座的平面上。平面式一般用于大型模具或多孔冲模。如图333(a)所示。(2)凸边式:把各拼块嵌入两边或四边的凸边固定板内，凸边高度不小于拼块高度的一半，凸边宽度大于两倍销钉的直径。这种结构适用于冲制薄料和小件。如图333(b)所示。131131第3章 冲压模设计(3)套筒式:把凹模或凸模按不同直径分割成几个同心圆套筒，分别加工后相互套合组成。如图333(c)所示。(4)嵌入式:把凹模中难于加工或悬臂很长、受力危险的部分分割出来，做成凸模的镶块，嵌入凹模里固定，并在凹模下面增加淬硬的垫板，防止镶块受力下沉。如图

50、333(d)所示。132132第3章 冲压模设计图333 镶拼形式133133第3章 冲压模设计3)镶拼原则(1)力求改善加工工艺性，减小钳工工作量，提高模具加工精度；(2)便于装配调整与维修；(3)满足冲压工艺要求。134134第3章 冲压模设计例如在图334中,将形状复杂的内形加工变为外形加工，如图(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(g)所示；使分块后的各块形状、尺寸相同，如图(d)所示；应该沿转角、尖角分割，并尽量使拼块角度大于90，如图(j)所示；比较薄弱的或容易磨损的局部单独分块，便于更换，如图(a)所示；拼合面应离圆弧与直线的相交处约47 mm，如图333(a)所示。拼块之间