沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沖裁模是沖裁工序所用的模具。沖裁模的結(jié)構(gòu)型式很多，為研究方便，對(duì)沖裁?？砂床煌奶卣鬟M(jìn)行分類。 1按工序性質(zhì)可分為落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等； 2按工序組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模； 3按上、下模的導(dǎo)向方式可分為無導(dǎo)向的開式模和有導(dǎo)向的導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模、導(dǎo)筒模等。 4按凸、凹模的材料可分為硬質(zhì)合金沖模、鋼皮沖模、鋅基合金沖模、聚氨脂沖模等； 5按凸、凹模的結(jié)構(gòu)和布置方法可分為整體模和鑲拼模，正裝模和倒裝模。 6按自動(dòng)化程度可分為手工操作模、半自動(dòng)模、自動(dòng)模。   分類的方法還比較多，上述的各種分類方法從不同的角度反映了模具結(jié)構(gòu)的不同特點(diǎn)。下面以工序組合方式，分別分析各類沖裁模的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。 單工序沖裁模     單工序沖裁模指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)只完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模，如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模等。 (一)落料模     落料模常見有三種形式：     1無導(dǎo)向的敞開式落料模，其特點(diǎn)是上、下模無導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，沖裁間隙由沖床滑塊的導(dǎo)向精度決定?？捎眠吔怯嗔蠜_裁。常用于料厚而精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn)。     2導(dǎo)板式落料模，是將凸模與導(dǎo)板間(又是固定卸料板)選用H7h6的間隙配合，且該間隙小于沖裁間隙?；爻虝r(shí)不允許凸模離開導(dǎo)板，以保證對(duì)凸模的導(dǎo)向作用。它與敞開式模相比，精度較高，模具壽命長(zhǎng)，但制造要復(fù)雜一些常用于料厚大于 0.3mm的簡(jiǎn)單沖壓件(圖1)。1下模座;2銷;3導(dǎo)板;4銷;5檔料釘;6凸模;7螺釘 8上模座；9銷；10、墊板；11凸模固定板；12螺釘；13導(dǎo)料板14凹模；15螺釘圖 1 導(dǎo)板式落料模     3圖2是帶導(dǎo)柱的彈頂落料模。上下模依靠導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，間隙容易保證，并且該模具采用彈壓卸料和彈壓頂出的結(jié)構(gòu)，沖壓時(shí)材料被上下壓緊完成分離。零件的變形小，平整度高。該種結(jié)構(gòu)廣泛用于材料厚度較小，且有平面度要求的金屬件和易于分層的非金屬件。 1-上模座；2-卸料彈簧；3-卸料螺釘；4-螺釘；5-模柄；6-防轉(zhuǎn)銷；7-銷；8-墊板；9-凸模固定板；10-落料凸模；11-卸料板；12-落料凹模；13-頂件板；14-下模座;15-頂桿；16-板；17-螺栓；18-固定擋料銷；19-導(dǎo)柱；20-導(dǎo)套；21-螺母；22-橡皮圖 2 導(dǎo)柱式落料模 (二)沖孔模    沖孔模的結(jié)構(gòu)與一般落料模相似。但沖孔模有其自己的特點(diǎn)，特別是沖小孔模具，必須考慮凸模的強(qiáng)度和剛度，以及快速更換凸模的結(jié)構(gòu)。在已成形零件側(cè)壁上沖孔時(shí)，要設(shè)計(jì)凸模水平運(yùn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。     沖側(cè)孔模     圖 3是在成形零件的側(cè)壁上沖孔。圖a)是采用的是懸臂式凹模結(jié)構(gòu)，可用于圓筒形件的側(cè)壁沖孔、沖槽等。毛坯套入凹模體 3，由定位環(huán)7控制軸向位置。此種結(jié)構(gòu)可在側(cè)壁上完成多個(gè)孔的沖制。在沖壓多個(gè)孔時(shí)，結(jié)構(gòu)上要考慮分度定位機(jī)構(gòu)。圖 b)是依靠固定在上模的斜楔1來推動(dòng)滑塊4，使凸模5作水平方向移動(dòng)，完成筒形件或U形件的側(cè)壁沖孔、沖槽、切口等工序。 圖 3 側(cè)壁沖孔模    斜楔的返回行程運(yùn)動(dòng)是靠橡皮或彈簧完成。斜楔的工作角度以 40°°為宜。40°的斜楔滑塊機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率最高，45°時(shí)滑塊的移動(dòng)距離與斜楔的行程相等。需較大沖裁力的沖孔件，可采用 35°，以增大水平推力。此種結(jié)構(gòu)凸模常對(duì)稱布置，最適宜壁部對(duì)稱孔的沖裁。     小孔沖模 (圖4)     這副模具沖制的工件如圖右上角所示。工件板厚 4mm，最小孔徑為05t。模具結(jié)構(gòu)采用縮短凸模長(zhǎng)度的方法來防止其在沖裁過程中產(chǎn)生彎曲變形而折斷。采用這種結(jié)構(gòu)制造比較容，凸模使用壽命也較長(zhǎng)。這副模具采用沖擊塊 5沖擊凸模進(jìn)行沖裁工作。小凸模由小壓板7進(jìn)行導(dǎo)向，而小壓板由兩個(gè)小導(dǎo)柱 6進(jìn)行導(dǎo)向。當(dāng)上模下行時(shí)，大壓板8與小壓板7先后壓緊工件，小凸模 2、3、4上端，露出小壓板7的上平面，上模壓縮彈簧繼續(xù)下行，沖擊塊5沖擊凸模 2、3、4對(duì)工件進(jìn)行沖孔。卸件工作由大壓板8完成。厚料沖小孔模具的凹模洞口漏料必須通暢，防止廢料堵塞損壞凸模。沖裁件在凹模上由定位板 9與1定位，并由后側(cè)壓塊 10使沖裁件緊貼定位面。 圖 4 超短凸模的小孔沖模 復(fù)合沖裁模 圖 5 復(fù)合模的基本結(jié)構(gòu)     在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具同一部位同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具，稱為復(fù)合沖裁模。復(fù)合模的設(shè)計(jì)難點(diǎn)是如何在同一工作位置上合理地布置好幾對(duì)凸、凹模。     圖 5是落料沖孔復(fù)合模的基本結(jié)構(gòu)。在模具的一方是落料凹模，中間裝著沖孔凸模；而另一方是凸凹模，外形是落料的凸模，內(nèi)孔是沖孔的凹模。若落料凹模裝在上模上，稱為倒裝復(fù)合模；反之，稱為順裝復(fù)合模。     復(fù)合模的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)率高，制件精度高，特別是制件孔對(duì)外形的位置度容易保證。另一方面，復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)模具零件精度要求較高，模具裝配精度也較高。 (一)倒裝復(fù)合模 1凸模；2凹模；3上模固定板；4、16墊板；5上模板；6模柄；7推桿 8推塊；9推銷；10件塊；11、18活動(dòng)檔料銷；12固定擋料銷；13卸料板； 14凸凹模；15下模固定板；17下模板；19彈簧；圖 6 墊圈復(fù)合沖裁模    圖 6是沖制墊圈的倒裝復(fù)合模。落料凹模2在上模，件1是沖孔凸模，件14為凸凹模。倒裝復(fù)合模一般采用剛性推件裝置把卡在凹模中的制件推出。剛性推件裝置由推桿7、推塊8、推銷9推動(dòng)推件塊，推出制件。廢料直接由凸模從凸凹模內(nèi)孔推出。凸凹模洞口若采用直刃，則模內(nèi)有積存廢料，脹力較大，當(dāng)凸凹模壁厚較薄時(shí)，可能導(dǎo)致脹裂。倒裝復(fù)合模的凹模最小壁厚，可查閱有關(guān)設(shè)計(jì)資料。     采用剛性推件的倒裝復(fù)合模，條料不是處于被壓緊狀態(tài)下沖裁，因而制件的平直度不高。適宜厚度大于 0.3mm的板料。若在上模內(nèi)設(shè)置彈性元件，采用彈性推件，則可沖較軟且料厚在 0.3mm以下，平直度較高的沖裁件。 (二)順裝復(fù)合模 圖 7 順裝復(fù)合沖模     圖 7是一順裝復(fù)合模結(jié)構(gòu)。它的特點(diǎn)是沖孔廢料可從凸凹模中推出，使型孔內(nèi)不積聚廢料，使凸凹模漲裂力小，故壁厚可比倒裝復(fù)合模最小壁厚小。  級(jí)進(jìn)沖裁模     級(jí)進(jìn)模 (又稱連續(xù)模、跳步模)，是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在模具幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道沖壓工序的沖模。整個(gè)制件的成形是在級(jí)進(jìn)過程中逐步完成的。級(jí)進(jìn)成形是屬工序集中的工藝方法，可使切邊、切口、切槽、沖孔、塑性成形、落料等多種工序在一副模具上完成。級(jí)進(jìn)?？煞譃槠胀?jí)進(jìn)模和多工位精密級(jí)進(jìn)模。多工位精密級(jí)進(jìn)模我們將作為一專題在后續(xù)章節(jié)中討論。   由于用級(jí)進(jìn)模沖壓時(shí)，沖裁件是依次在幾個(gè)不同位置上逐步成形的，因此要控制沖裁件的孔與外形的相對(duì)位置精度就必須嚴(yán)格控制送料步距。為此，級(jí)進(jìn)模有兩種基本結(jié)構(gòu)類型：用導(dǎo)正銷定距的級(jí)進(jìn)模與用側(cè)刃定距的級(jí)進(jìn)模。 (一)用導(dǎo)正銷定距的級(jí)進(jìn)模1模柄；2螺釘；3沖孔凸模；4落料凸模；5導(dǎo)正銷6固定檔料銷；7始用檔料銷 圖 8 用導(dǎo)正銷定距的沖孔落料級(jí)進(jìn)模     圖 8是用導(dǎo)正銷定距的沖孔落料級(jí)進(jìn)模。上、下模用導(dǎo)板導(dǎo)向。沖孔凸模3與落料凸模4之間的距離就是送料步距 A。材料送進(jìn)時(shí)由固定擋料銷6進(jìn)行初定位，由兩個(gè)裝在落料凸模上的導(dǎo)正銷5進(jìn)行精定位。導(dǎo)正銷與落料凸模的配合為H7r6，其連接應(yīng)保證在修磨凸模時(shí)的裝拆方便。導(dǎo)正銷頭部的形狀應(yīng)有利于在導(dǎo)正時(shí)插入已沖的孔，它與孔的配合應(yīng)略有間隙。為了保證首件的正確定距，在帶導(dǎo)正銷的級(jí)進(jìn)模中，常采用始用擋料裝置。它安裝在導(dǎo)板下的導(dǎo)料板中間。在條料沖制首件時(shí)，用手推始用擋料銷 7，使它從導(dǎo)料板中伸出來抵住條料的前端即可沖第一件上的兩個(gè)孔。以后各次沖裁由固定擋料銷 6控制送料步距作初定位。     用導(dǎo)正銷定距結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。當(dāng)兩定位孔間距較大時(shí)，定位也較精確。但是它的使用受到一定的限制。當(dāng)板料太薄 (一般為t0.3mm)或較軟的材料，導(dǎo)正時(shí)孔邊可能有變形，因而不宜采用。 (二)采用側(cè)刀定距的級(jí)進(jìn)模圖 9 雙側(cè)刃沖孔落料級(jí)進(jìn)模     圖 9為沖裁接觸環(huán)雙側(cè)刃定距的級(jí)進(jìn)模。它與圖238相比，特點(diǎn)是：用側(cè)刃2代替了始用擋料銷、擋料釘和導(dǎo)正銷。用彈壓導(dǎo)卸板 7代替了固定卸料板。本模具采用前后雙側(cè)刃對(duì)角排列，可使料尾的全部零件沖下。彈壓卸料板 7裝于上模，用卸料螺釘6與上模座連接。它的作用是：當(dāng)上模下降、凸模沖裁時(shí)，彈簧 11(可用橡皮代替)被壓縮而壓料；當(dāng)凸模回程時(shí)，彈簧回復(fù)推動(dòng)卸料板卸料。     圖 10為彈壓導(dǎo)板級(jí)進(jìn)模。此類模具的特點(diǎn)是：各凸模(如件7)與固定板6成間隙配合(普通導(dǎo)柱模多為過渡配合 )，凸模的裝卸、更換方便；凸模以彈壓導(dǎo)板導(dǎo)向，導(dǎo)向精度高；彈壓導(dǎo)板 2由安裝下模座14上的導(dǎo)柱1和10導(dǎo)向，導(dǎo)板由六根卸料螺釘5與上模連接，因此能消除壓力機(jī)導(dǎo)向誤差對(duì)模具的影響，模具壽命長(zhǎng)，零件質(zhì)量好。 1導(dǎo)柱；2彈壓導(dǎo)板；3導(dǎo)套；4導(dǎo)板鑲塊；5卸料螺釘；6凸模固定 板； 7凸模；8上模座9限制柱；10導(dǎo)柱；11導(dǎo)套；12導(dǎo)料板； 13凹模；14下模座；15側(cè)刃檔塊圖 10 彈壓導(dǎo)板級(jí)進(jìn)模