【正文】 設(shè)計及選用 模具零件的分類 從沖模的典型結(jié)構(gòu)分析中可以看出，組成沖模的零件雖然多種多樣，但根據(jù)其作用可以分為兩大類：工藝零件與結(jié)構(gòu)零件。前者直接參與完成工藝過程并決定著制件的形狀與尺寸及其精度，后者只對模具完成工藝過程起保證或完善作用。其分類如表322所示。沖模設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)化與典型化，具有重大的意義。它能簡化設(shè)計工作，穩(wěn)定設(shè)計質(zhì)量，標(biāo)準(zhǔn)件的成批制造，可以采用二類工具，從而提高了模具制造的勞動生產(chǎn)率，降低制造成本，縮短制造周期。國家標(biāo)準(zhǔn)總局對冷沖模先后制訂了GB285181～GB287581和GB/T 28511990～GB/T 28611990及GB/T 124471990等標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計中應(yīng)優(yōu)先選用。 工作零件1. 凸模(1)凸模的結(jié)構(gòu)形式及固定方法①圓形標(biāo)準(zhǔn)凸模 如圖338所示。圖a）國家標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)（）及固定形式。采用的臺階是為了增加凸模的剛性，凸模與固定板的配合采用H7/m6的過渡配合。圖e）、f）是快換式的小凸模，維修更換方便。圓形標(biāo)準(zhǔn)凸模的具體結(jié)構(gòu)及要求可查閱沖模設(shè)計資料，其它形狀凸模設(shè)計的形位公差要求、表面粗糙度等要求可依據(jù)圓形標(biāo)準(zhǔn)凸模來進(jìn)行。②異形凸模 大多數(shù)情況下，凸模截面為非圓形，稱為異形。異形凸模的結(jié)構(gòu)與固定方式如圖338 b）所示。為使凸模加工方便，異形凸模做成等斷面，稱直通式。其固定方式采用N7/h6， P7/h6鉚接固定,如圖b）, 這種固定方式都必須在固定端接縫處加止動銷防轉(zhuǎn)。也可采用低熔點合金或粘接劑固定如圖c)、d）。對于截面尺寸較大的，還可以采取螺釘、銷釘直接固定的方式,如圖h）圖338 凸模及其固定方式③沖小孔凸模 當(dāng)沖制孔徑與料厚相近的小孔時，應(yīng)考慮采用加強凸模的強度與剛度的措施以保護(hù)凸模。其措施一般有加凸模護(hù)套圖338 g）和對凸模進(jìn)行導(dǎo)向的方式。另外采用厚墊板縮短凸模長度也是提高凸模剛性的一種的方法，如圖339。圖339 短凸模沖孔模1—導(dǎo)板 2—固定板 3—墊板 4—凸模 5—卸料板 6—凹模圖340 凸模長度計算 (2)凸模長度計算凸模長度依模具結(jié)構(gòu)而定。如果采用固定卸料板和導(dǎo)料板時圖340，凸模長度按下式確定：L=h1+h2+h3+h （329）式中 h1—凸模固定板厚度； h2—固定卸料板厚度；h3—導(dǎo)料板厚度；h—附加長度，主要考慮凸模進(jìn)入凹模深度（～1mm）、總修模量 (10～15mm) 及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板的安全距離(15～20mm)。（3） 凸模的強度與剛度校核一般情況下，凸模的強度與剛度足夠，但當(dāng)凸模截面尺寸很小而沖裁厚料時或凸模特別細(xì)長時，則應(yīng)進(jìn)行強度與剛度的校核。① 強度校核 凸模最小截面積應(yīng)滿足下式，則強度滿足要求：Amin≥ （330 ）特別地，對于圓形凸模，當(dāng)推件力或頂件力為零時，則為：dmin≥ （331 ）式中 dmin—凸模工作部分的最小直徑； Amin—凸模最小截面積； 凸?？v向所受的壓力，其值為總沖壓力； t—料厚 沖剪材料的抗剪強度； 凸模材料的許用抗壓強度。② 剛度校核 凸模的最大長度不超過下式，則剛度滿足要求：有導(dǎo)向的凸模Lmax≤1200 （332）無導(dǎo)向的凸模Lmax≤425 （333）對于圓形凸模Imin=πd4/64式中 Lmax—凸模允許的最大長度； Imin—凸模最小截面的慣性矩；d—凸模最小截面的直徑。2．凹模（1）凹模的外形結(jié)構(gòu)及固定方法小型圓形凹模結(jié)構(gòu)采用國家標(biāo)準(zhǔn)形式，如圖341 a）、b），可直接裝在凹模固定內(nèi)，主要用于沖孔。圖341 凹模形式及其固定生產(chǎn)實際中，更多情況是使用凹模板，如圖341 c）所示。用螺釘和銷釘直接固定在固定板上，其螺釘與銷釘孔與凹?？妆陂g距不能太小，否則會影響凹模強度，其值可查表323。 。圖341 d）為快換式結(jié)構(gòu)。(2) 凹?？卓诘慕Y(jié)構(gòu)形式凹模孔口的結(jié)構(gòu)形式、特點及應(yīng)用如表326 、327所示。 (3) 凹模的外形尺寸凹模外形尺寸一般用經(jīng)驗公式確定，然后將計算得出的長寬 ，最終確定其外形尺寸，并以套標(biāo)后的凹模外形尺寸來確定模架的大小。經(jīng)驗計算公式為：凹模厚H H=ks （334）凹模寬度B B=s+（～）H （335）凹模長度L L=s1+2s2 （336）式中 k—系數(shù)，考慮板厚的影響，其值查表324；s—垂直于送料方向的凹模刃壁間的最大距離； s1—送料方向的凹模刃壁間的最大距離； s2—送料方向的凹模刃壁到凹模邊緣的最小距離，其值查表325。3．凸凹模復(fù)合模中，凸凹模內(nèi)外均為刃口，其壁厚取決于工件相對應(yīng)尺寸。但其值必須考慮凹模的強度。倒裝式復(fù)合模中，凸凹模的最小壁厚由經(jīng)驗確定，可查表328，對于正裝式復(fù)合模，由于凸凹模裝在上模，內(nèi)孔不積存廢料，最小壁厚可比倒裝式的小一些。4．凸、凹模的鑲拼結(jié)構(gòu)（1）鑲拼結(jié)構(gòu)的特點及應(yīng)用 當(dāng)制件形狀復(fù)雜，尺寸很大或很小，精度要求高時，工作零件一般采用鑲拼結(jié)構(gòu)。鑲拼結(jié)構(gòu)比整體式制造容易，不易熱處理開裂，更換維修方便，可節(jié)約模具鋼。但鑲拼式結(jié)構(gòu)裝配麻煩，零件數(shù)量多，成本也高。因此，采用鑲拼結(jié)構(gòu)必須選擇好適當(dāng)?shù)蔫偲葱问?，才能取得良好的效果。?）鑲拼結(jié)構(gòu)的形式 圖342①平面式 把各拼塊用螺釘和銷釘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沖模。如圖a） 所示。②凸邊式 把各拼塊嵌入兩邊或四邊的凸邊固定板內(nèi)，凸邊高度不小于拼塊高度的一半，凸邊寬度大于兩倍銷釘?shù)闹睆健＿@種結(jié)構(gòu)適用于沖制薄料和小件。如圖b） ③套筒式 把凹模或凸模按不同直徑分割成幾個同心圓套筒，分別加工后相互套合組成。如圖c）③ 嵌入式 把凹模中難于加工或懸臂很長受力危險的部分分割出來，做成凸模的鑲塊，嵌入凹模里固定，并在凹模下面增加淬硬的墊板，防止鑲塊受力下沉。如圖d）圖342 鑲拼形式（3）鑲拼原則 ①力求改善加工工藝性，減小鉗工工作量，提高模具加工精度； ②便于裝配調(diào)整與維修； ④ 滿足沖壓工藝要求。圖343 鑲拼結(jié)構(gòu)例如在圖343中：將形狀復(fù)雜的內(nèi)形加工變?yōu)橥庑渭庸?，如圖中a)、b)、d)、g)；使分塊后的各塊形狀、尺寸相同，如圖d）；應(yīng)該沿轉(zhuǎn)角、尖角分割，并盡量使拼塊角度大于90176。，如圖中j）；比較薄弱的或容易磨損的局部單獨分塊，便于更換，如圖a） ；拼合面應(yīng)離圓弧與直線的相交處約4～7mm，如圖342a） 。拼塊之間應(yīng)能通過磨削或增減墊片的方法，調(diào)整間隙或中心距公差如圖h）、i）；拼塊的接縫不能相切于組成工作孔的圓弧，而應(yīng)在圓弧的中間f）；拼塊之間應(yīng)盡量以凸凹槽相嵌，以防止在沖壓過程中發(fā)生相對移動k）。3．8沖裁模零部件的設(shè)計（2） 學(xué)習(xí)目的與要求：1．了解定位零件的種類；2．掌握定位零件的設(shè)計；重點：1．定距零件的設(shè)計與選用；2．定向零件的設(shè)計與選用；難點：1．側(cè)刃定距的原理；2．側(cè)刃的設(shè)計。 定位零件條料在送進(jìn)過程中，需要控制其送進(jìn)方向（定向）和送進(jìn)距離（定距），即定位以保證沖壓質(zhì)量。根據(jù)毛坯和模具結(jié)構(gòu)的不同，定位零件主要有：定位板、定位銷、側(cè)面導(dǎo)板、側(cè)壓板、擋料釘和側(cè)刃、導(dǎo)正銷等。1．定位板、定位銷單個毛坯在模具上定位時，常采用定位板或定位銷。定位有兩種形式，一種靠毛坯外形定位的，如圖344 a)示，一種是靠毛坯內(nèi)孔定位的，如圖344b)。定位板厚度或定位銷高度可按表329選用。圖344 定位板和定位銷的結(jié)構(gòu)形式2．導(dǎo)料板與側(cè)壓板導(dǎo)料板（導(dǎo)尺）的作用是保證條料的送料方向。常用于帶彈壓卸料板或固定卸料板的單工序模和級進(jìn)模。其國家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)為圖345。其中b）為導(dǎo)料板與固定卸料板做成一體的結(jié)構(gòu)。大多數(shù)模具，特別是沖薄料時，都用兩塊導(dǎo)料板導(dǎo)向，這樣送料比較準(zhǔn)確。導(dǎo)料板的長度L一般大于或等于凹模長度。其厚度H根據(jù)制件料厚和擋料銷的高度而定，一般是4～14mm，導(dǎo)料板間距需根據(jù)料寬及條料定位方式定。圖345 標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)料板如果條料公差很大，或搭邊太小時，則在導(dǎo)料板一側(cè)裝側(cè)壓板，送料時，條料被側(cè)壓板壓向?qū)Я习宓囊粋?cè)，以便和凹模保持一定的位置關(guān)系，從而沖出合格的制件。其結(jié)構(gòu)形式如圖346所示。其中圖a）側(cè)壓力較大，宜用于厚料沖裁。而圖b）結(jié)構(gòu)簡單，力小，～1mm的薄料。其安裝位置與數(shù)量視需要而定。圖c）側(cè)壓力大且均勻，但其安裝位置限于進(jìn)料口。3．擋料銷擋料銷是控制條料送進(jìn)距離的零件，根據(jù)其工作特點及作用分為固定擋料銷、活動擋料銷及始用擋料銷。圖346 側(cè)壓板形式（1）固定擋料銷 結(jié)構(gòu)最簡單。國家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)如圖347a）所示。固定部分直徑d與工作部分直徑D相差一倍多，廣泛用于中、小型沖模條料定距。當(dāng)擋料銷的固定孔離凹模孔壁太近時，為不削弱凹模強度，可采用圖347b）所示的鉤形擋料銷結(jié)構(gòu)。圖347 固定擋料銷圖348 活動式擋料銷（2）活動式擋料銷 其國家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)如圖348所示。擋料銷的一端與彈簧、橡皮發(fā)生作用，因而可以活動?；顒訐趿箱N常用在倒裝式落料?；驈?fù)合模中，裝在彈壓卸料板上。圖d）又稱回帶式擋料銷，面對送料方向的一面做成斜面，送料時，擋料銷抬起，簧片將擋料銷壓下，此時應(yīng)將料回拉一下，使搭邊被擋料銷擋住。這種形式常用于帶固定卸料板的落料模。（3）始用擋料銷 其國家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)如圖349所示。主要用于沖裁排樣中不能沖首件的級進(jìn)模和單工序模中。目的是為了提高材料利用率。圖349 始用擋料銷4．側(cè)刃 側(cè)刃定距，主要用于薄料而不能用導(dǎo)正銷精確定距或者生產(chǎn)率高且制件有較高的精度要求的級進(jìn)模中。國家標(biāo)準(zhǔn)的側(cè)刃結(jié)構(gòu)分為無導(dǎo)向側(cè)刃如圖350和有導(dǎo)向式如圖351所示。按其刃口形狀的不同又分為矩形側(cè)刃圖a）、齒形側(cè)刃圖b）、c）和尖角形側(cè)刃圖d）。圖350 無導(dǎo)向側(cè)刃圖351 有導(dǎo)向側(cè)刃矩形側(cè)刃的結(jié)構(gòu)與制造都很簡單，但刃口磨鈍后，在條料上易產(chǎn)生毛刺，如圖352所示，這種毛刺會影響送料精度，且要求不高的制件。齒形側(cè)刃所產(chǎn)生的毛刺處在側(cè)刃齒形的沖出的寬缺口中，所以定距精度比矩形高。但較矩形側(cè)刃結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工較難。圖352 側(cè)刃定距精度分析尖角側(cè)刃，是在條料的邊緣沖出一個缺口，條料送進(jìn)時，當(dāng)缺口直邊滑過擋銷后，再向后拉料，由擋料銷擋住缺口。這種側(cè)刃定距操作不方便，但切去的料少，～2mm的沖裁。在實際生產(chǎn)中，有一種特殊側(cè)刃,側(cè)刃在完成定距的同時也沖出工作的部分輪廓,如圖353。圖353 特殊側(cè)刃根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)特點和材料利用率,可采用一個（單側(cè)刃）或兩個側(cè)刃（雙側(cè)刃）。雙側(cè)刃可在條料兩側(cè)并列或錯開布置。錯開布置時，可使條料的尾料得到利用。采用單側(cè)刃一般用于工位數(shù)少、料厚且硬的情況；雙側(cè)刃用于工位數(shù)多、料薄的情況。雙側(cè)刃沖出的制件精度比單側(cè)刃高。側(cè)刃的制造公差按h6確定。帶側(cè)刃的模具，一般都在帶側(cè)刃旁的導(dǎo)料板上裝有擋塊。如圖333中件15。5．導(dǎo)正銷 導(dǎo)正銷用來保證孔與外形的相對位置尺寸，主要用于級進(jìn)模中。導(dǎo)正銷一般裝在沖孔工步后的落料凸模上，當(dāng)上模下沖時，導(dǎo)正銷的導(dǎo)入部分首先進(jìn)入已沖出的孔內(nèi)，然后由導(dǎo)正部分對條料進(jìn)行導(dǎo)正，進(jìn)行落料。這樣就可以消除送料步距誤差，起精確定位的作用。按導(dǎo)正孔徑的大小及導(dǎo)正銷在凸模上的裝配方法，國家標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)如圖354所示。圖354 導(dǎo)正銷A型用于導(dǎo)正d=2～12mm的孔。B型用于導(dǎo)正d≤10mm的孔。這種形式的導(dǎo)正銷采用了彈簧壓緊結(jié)構(gòu)，如果送料不正確時，可以避免導(dǎo)正銷的損壞。C型用于導(dǎo)正d=4～12mm的孔。這種形式拆裝方便，模具刃磨后導(dǎo)正銷長度可以調(diào)節(jié)。D型用于導(dǎo)正d=12～50mm的孔。導(dǎo)正銷直徑一般應(yīng)大于2mm以防折斷。如果小于2mm，則應(yīng)沖工藝孔來導(dǎo)正。導(dǎo)正銷直徑按h6至 h9制造，與孔的配合間隙如表330 。導(dǎo)正銷的頭部由圓柱段（起導(dǎo)正作用）和圓弧或圓錐體（起導(dǎo)入作用）組成，圓柱段的高度h1不宜太大，否則不易脫件；但也不能太小，太小定位不準(zhǔn)。其值可參考表331。當(dāng)導(dǎo)正銷與擋料銷配合使用時，沖孔凸模、導(dǎo)正銷和擋料銷之間的關(guān)系如圖355所示。按圖355a）方式定位，擋料銷與導(dǎo)正銷的中心距為s1=s++ （337）按圖355b）方式定位，擋料銷與導(dǎo)正銷的中心距為s1=s+ （338）式中 s—步距 DT—落料凸模直徑 D—擋料銷頭部直徑 Ss1—擋料銷與落料凸模的中心距圖355 擋料銷與導(dǎo)正銷的關(guān)系