冲裁模工作零件设计
7、案例分析： 例1：右图所示穿线 板，材料为Q235，t＝ 2.5mm，生产批量为5万 件/年，试确定其冲孔与 落料凸模材料、结构形 式、固定方法、技术要 求等。
冲裁模工作零件设计
7、案例分析： 穿线板落料、冲孔 凸模，采用台肩固定
冲裁模工作零件设计
7、案例分析： 穿线板凸凹模，采 用台肩固定
冲裁模工作零件设计
直壁刃口锥形漏料孔型孔 刃口强度 较高，修磨后刃口尺寸不变。 常用于冲裁形状复杂或精度要求较高 的制件。
②斜壁型孔：冲裁件容易漏下，凹模磨 损量较小，但刃口强度不高，刃磨后刃 口尺寸变化较大，制造较困难。 适用于冲制自然漏料、精度要求不 高、形状简单的制件。 用电火花加工时 ，斜角a＝4－20′，用线切割加工时， 斜角a＝1－1.5°
3、凹模型孔侧壁形状
①直壁型孔：侧壁与凹模面垂 直，刃口尺寸不会随刃磨后增大。 分全直壁型孔和阶梯直壁型孔等。
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全直壁型孔 刃口强度较高， 修磨后刃口尺寸不变。多用于有顶 出装置逆出件的模具。
阶梯形直壁型孔 刃口强度较 高，修磨后刃口尺寸不变，加工简 单，工件容易漏下。适用于冲裁小 直径制件。直壁刃口有效厚度一般 取h＝4～8mm或（3～5）t
冲裁模工作零件设计
卸料与出件零件：将箍在凸模上或卡在凹模内的废 料或冲件卸料、推出、顶出以保证冲压工件继续进行的 零件，如卸料板、卸料螺钉、弹性元件、推杆、推板、 打杆、打板、弹顶器等。
2、辅助结构零件 不直接参与完成冲压工艺过程的工作，只对模具完 成工艺过程起保证作用或对模具的功能起完善作用的零 件。主要包括： 导向零件 导柱、导套、导板、导筒等。 固定零件 上、下模座、模柄、固定板、垫板、限位 支承柱等。 其它零件 螺钉、销钉，送料装置等。
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8、课堂总结：
凸模结构形式 圆形凸模－标准圆凸模、小孔圆凸模、大型圆凸模 非圆形凸模－凸缘式凸模、直通式凸模、攘拼式凸模 凸模固定方法 台肩固定、铆接固定、螺钉吊装固定、低熔点合金 或环氧树脂固定 凸模长度计算 固定卸料方式凸模长度 L＝h1+h2+h3+h 弹压卸料方式凸模长度 L＝h1+h2+h4－0.2mm 凸模强度校核 凸模抗压能力校核 σ＝F/A≤〔σ〕 凸模抗纵向弯曲能力校核 凸模材料选择与技术要求 T10A、T8A、Cr6WV、CrWMn、Cr12、 Cr12MoV、W6Mo5Cr4V等 凸模淬火后工作部分硬度要求达到58～62HRC。 凸模工作部分表面粗糙度Ra要求达到1.6～0.8um
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7、案例分析： 例2：右图所示铜焊 片，材料为T3，t＝1mm ，生产批量为10万件/年 ，试确定其冲孔与落料 凸模材料、结构形式、 固定方法、技术要求等 。
冲裁模工作零件设计
7、案例分析： 例2：右图所示铜焊 片，材料为T3，t＝1mm ，生产批量为10万件/年 ，试确定其冲孔与落料 凸模材料、结构形式、 固定方法、技术要求等 。
冲裁模工作零件设计
二、凸模设计 凸模组件如下图所示：
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1、凸模结构设计三原则 为保证凸模能够正常工作，凸模结构设计时必须满足 下列三条原则： ①精确定位 安装时凸模在模具中能准确定位，工作 过程中轴线与母线不允许发生任何位移，否则冲裁间隙不 均匀。 ②防止拔出 卸料时凸模受拉伸力作用，结构上应防 止凸模从固定板中拔出。 ③防止转动 非圆形凸模为方便固定板型孔加工，将 固定段作成圆形时，工作过程中凸模不允许发生转动，结 构上需采取防转措施，否则将啃模。
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2、凹模的固定方式 整体凹模常采用螺钉、销钉定 位固定，螺孔与螺孔之间、螺孔与 销孔之间、螺孔销孔与凹模形孔之 间的距离不能太近，否则会影响模 具的寿命。
镶拼凹模常采用螺钉、销钉固 定，锥套和框套固定，热套、低熔 点合金或环氧树脂浇注固定等。
冲裁模工作零件设计
冲裁模工作零件设计
冲裁模工作零件设计
冲裁凸模设计
机械工程系模具教研室 主讲：梁合意 二 00九、四
冲裁模工作零件设计
学习目标： 1、知识目标 1）掌握凸模的结构形式和固定方法
2）了解凸模常用材料及其技术要求
2、能力目标 1）能根据冲压零件的材料、形状尺寸、生产批量、 技术要求等正确选择凸模的结构形式，确定其固定方法 2）能正确计算凸模的长度
3）能合理选择模具材料及技术要求
冲裁模工作零件设计
教学重点
1、凸模结构形式与固定方法
2、凸模长度尺寸的计算 教学难点 1、凸模的镶拼结构 2、小孔凸模的导向保护
教学方法
1、多媒体教学、启发引导 2、案例教学
冲裁模工作零件设计
复习导入 上次课我们讲了冲裁模的结构组成，分析了典型冲裁 模的结构，知道一幅冲裁模主要由工作零件 、定位零件 、卸料与出件零件、导向零件、支承与固定零件、其它 零件组成。 一、模具零件的分类 1、工艺结构零件 直接参与完成冲压工艺过程并和 坯料直接发生作用的零件。 工件零件：指直接使板料断裂分离或塑性变形的零 件，有凸模、凹模、凸凹模等。 定位零件：使板料或工序件在冲模中具有确定位置 的零件，有导料板、导料销、挡料销、导正销、侧刃， 定位板等。
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③镶拼式凸模 模块分别加工后再 镶拼为一整体。 a）、b）为较大凸模镶 拼，节省材料。 a）为 止口定位， b）为直角 定位。 C）、d）为带窄槽凸模 镶拼，方便加工。 C） 为铆接拼装， d）为过 盈拼装
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3、凸模固定方法 1）台肩固定
凸缘式凸模采用台肩固定
2）铆接固定
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6、案例分析： 穿线板倒装复合模 上的落料凹模，采用阶 梯型直壁型孔，螺钉、 销钉固定。
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凸凹模设计 复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作 零件。凸凹模的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取 决于冲裁件的尺寸。从强度考虑，壁厚受最小值限制。 凸凹模的最小壁厚与冲裁模结构有关。 1、正装复合模 凸凹模装于上模，孔内不会积存废 料，胀力小，最小壁厚可取小些。冲裁黑色金属或硬料 时a＝1.5t （≥0.7mm） ，冲裁有色金属或软料时a＝ 1.5t（≥0.5mm）
固定。为防止拔出，固定板型孔可作成 倒锥形、台阶型或型孔上开槽，Ra=50
～12。5um .低熔点合金只适合t≤2mm
时冲裁用，当t＞2mm时需采用环氧树脂 固定。
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生产中常采用的固定方式如下图：
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4、凸模长度的确定
设计标准模具时，当选定了典型组合后，凸模长度即确定 了。设计非标准模具时，凸模长度一般应根据结构上的需要， 并考虑磨损量和安全因素来确定，原则是在满足使用要求前提 下，凸模越短越好。 ①固定卸料方式凸模长度 L＝h1+h2+h3+h h1——凸模固定板厚度； h2——固定卸料板厚度； h3——导尺厚度； L——凸模长度。 h——附加长度，它包括凸模进 入凹模的深度、凸模修磨量、固定板 与卸料板之间的安全距离等，一般h≥ 20mm
2）非圆形凸模
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①凸缘式凸模 工作段为 非圆形，为方便固定板型孔加 工，固定段常作成圆形、方形、 矩形，固定段为圆形时需加防 转销或骑缝螺钉。 加工工艺性不好，一般采用仿 形刨削加工，刃口形状复杂时 不宜采用。
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②直通式凸模 凸模全长截面形状一致，便于成形 磨削或线切割加工。加工工艺性好。可用螺钉、销钉固 定，铆接固定，低熔点合金或环氧树脂固定等。
铆接凸模 铆接一端不淬火 。固定板型孔要按凸模配作成 过渡配合，型孔上端要作成（ 1.5～2.5）×45°的斜角，凸 模与固定板垂直度难保证。
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3）螺钉吊装固定
大型凸模采用螺钉、销钉吊装固定
4）低熔点合金或环氧树脂固定
凸模截面尺寸较小不能用螺钉吊装
固定时，可采用低熔点合金或环氧树脂
指凸模刃口端面为圆形
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②小孔圆凸模 指孔径d≤t或d ≤ 1mm的圆凸 模，其刚度和强度不足，生产中常采用对小凸模起保 护作用的导向装置或做成短凸模结构来提高其强度刚度。
a图、b图为局部保护，c图、d图基本为全长保护
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③大型圆凸模 适用于冲大孔或落料
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冲裁模工作零件设计
②弹压卸料方式凸模长度 L＝h1+h2+h4－0.2mm h1——凸模固定板厚度 h2——弹压卸料板厚度 h4——预压状态下弹性 元件的高度，h4 ＝（0.85－ 0.9）H，H为自由状态下弹性 元件的高度 L——凸模长度
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5、凸模强度的校核 一般的凸模强度是足够的，不需要进行强度校核。 只有当凸模特别细长，或者凸模截面尺寸相对板厚很小 时，才进行强度校核，包括抗压强度和抗纵向弯曲能力 两个方面校核。 ①凸模抗压能力校核 σ＝F/A≤〔σ〕 〔σ〕－凸模材料许用压应力 σ－凸模最小截面上的压应力 F－凸模所受冲裁力 A－凸模最小截面积
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4、凹模外形尺寸的确定
凹模外形尺寸应保证凹模有足够 的强度与刚度。凹模厚度还要考虑其 修磨量。凹模外形尺寸一般根据冲裁 料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来 确定。凹模外形尺寸H和B应根据国标 选取标准值。 凹模厚度H＝Kb（≥15mm） 凹模壁厚C＝（1.5～2）H（≥40mm） 式中 b——冲裁件最大外形尺寸(mm) K——系数，见书表3.27； H——凹模厚度 C——凹模壁厚
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②凸模抗纵向弯曲能力校核 有导向时：Lmax≤1200（Imin/F）1/2 无导向时： Lmax≤425（Imin/F）1/2 Imin－凸模最小截面惯性矩 F－凸模所受冲裁力 Lmax－凸模允许的最大长度
6、凸模材料及其技术要求