第8章沖模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)

1、第第8章章 沖模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)沖模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)一、沖模的分類一、沖模的分類沖模的結(jié)構(gòu)型式可根據(jù)以下特征進(jìn)行分類：沖模的結(jié)構(gòu)型式可根據(jù)以下特征進(jìn)行分類：按按沖壓工序沖壓工序性質(zhì)：落料模、沖孔模、切邊模、彎曲模、拉深模、成形模性質(zhì)：落料模、沖孔模、切邊模、彎曲模、拉深模、成形模和翻邊模等。和翻邊模等。按按沖壓工序的組合方式?jīng)_壓工序的組合方式分：單工序的簡單模、多工序的連續(xù)模、復(fù)合模分：單工序的簡單模、多工序的連續(xù)模、復(fù)合模和連續(xù)復(fù)合模等。和連續(xù)復(fù)合模等。按按模具的結(jié)構(gòu)型式模具的結(jié)構(gòu)型式分：根據(jù)導(dǎo)向方式分：根據(jù)導(dǎo)向方式無導(dǎo)向模和導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模、無導(dǎo)向模和導(dǎo)板模、導(dǎo)柱模、滾珠導(dǎo)柱模等；根據(jù)卸料裝置滾珠導(dǎo)柱模

2、等；根據(jù)卸料裝置帶固定卸料板、彈性卸料板沖模；根據(jù)擋帶固定卸料板、彈性卸料板沖模；根據(jù)擋料形式料形式固定擋料釘、活動(dòng)擋料銷、導(dǎo)正銷和側(cè)刃定距沖模。固定擋料釘、活動(dòng)擋料銷、導(dǎo)正銷和側(cè)刃定距沖模。按采用的按采用的凸凹模材料凸凹模材料分：硬質(zhì)合金沖模、鋼質(zhì)硬質(zhì)合金沖模、鋼皮沖模、分：硬質(zhì)合金沖模、鋼質(zhì)硬質(zhì)合金沖模、鋼皮沖模、橡皮沖模和聚氨醋沖模等。橡皮沖模和聚氨醋沖模等。還有按還有按模具輪廓尺寸大小模具輪廓尺寸大小分：大型和中小型沖模等。分：大型和中小型沖模等。 1、單工序模、單工序模 （1）落料模）落料模:根據(jù)上、下模導(dǎo)向型式，有三種常見的落料模結(jié)構(gòu)：根據(jù)上、下模導(dǎo)向型式，有三種常見的落料模結(jié)構(gòu)：

3、 無導(dǎo)向落料模無導(dǎo)向落料模 、導(dǎo)板式落料模導(dǎo)板式落料模 、導(dǎo)柱式落料模導(dǎo)柱式落料模 。1）無導(dǎo)向落料模）無導(dǎo)向落料模應(yīng)用應(yīng)用：僅適于僅適于精度要求不高、精度要求不高、外形簡單和批外形簡單和批量不大的沖壓量不大的沖壓件生產(chǎn)。件生產(chǎn)。 2）導(dǎo)板式落料模）導(dǎo)板式落料模應(yīng)用應(yīng)用：導(dǎo)板模與導(dǎo)板模與無導(dǎo)向模相比，無導(dǎo)向模相比，具有精度較高，具有精度較高，使用壽命較長，使用壽命較長，容易安裝和使用容易安裝和使用安全等優(yōu)點(diǎn)，但安全等優(yōu)點(diǎn)，但模具制造比較復(fù)模具制造比較復(fù)雜，一般適用于雜，一般適用于料厚大于料厚大于0.3mm的小件或簡單的的小件或簡單的尺寸不大的零件尺寸不大的零件 。3) 導(dǎo)柱式落料模導(dǎo)柱式落料模

4、 導(dǎo)柱和導(dǎo)套都是圓形的，加工比較方梗，凸、凹模間隙容易保導(dǎo)柱和導(dǎo)套都是圓形的，加工比較方梗，凸、凹模間隙容易保證，且不會(huì)改變。所以導(dǎo)柱模具有沖壓件精度高，模具壽命長，證，且不會(huì)改變。所以導(dǎo)柱模具有沖壓件精度高，模具壽命長，安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，已在沖壓生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，已在沖壓生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。(2) 沖孔模沖孔模1) 導(dǎo)板式?jīng)_孔模導(dǎo)板式?jīng)_孔模 應(yīng)用應(yīng)用：該模具適：該模具適于沖壓較厚板料于沖壓較厚板料上的小孔。上的小孔。 2) 帶固定卸料板沖孔模帶固定卸料板沖孔模 應(yīng)用應(yīng)用：該模具適：該模具適于小直徑?jīng)_孔于小直徑?jīng)_孔 。3) 彈性卸料板裝在上模的沖孔模彈性卸料板裝在上模的沖孔模

5、特點(diǎn)特點(diǎn)：沖孔時(shí)，彈性：沖孔時(shí)，彈性卸料板始終壓住板料，卸料板始終壓住板料，所以沖孔件比較平整。所以沖孔件比較平整。但模具的彈性卸料板但模具的彈性卸料板寬度與凹模相同，沖寬度與凹模相同，沖孔時(shí)不安全，容易發(fā)孔時(shí)不安全，容易發(fā)生壓手事故。生壓手事故。 4) 彈性卸料板裝在下模的沖孔模彈性卸料板裝在下模的沖孔模 沖壓時(shí)，零件變形很沖壓時(shí)，零件變形很小，平整度更高小，平整度更高該模具適于沖孔精度該模具適于沖孔精度要求高的零件沖壓。要求高的零件沖壓。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：零件和廢料同：零件和廢料同時(shí)卸落在凹模上，每時(shí)卸落在凹模上，每次沖壓后，必須同時(shí)次沖壓后，必須同時(shí)取件和清理廢料。取件和清理廢料。（圖中壓料塊

6、圖中壓料塊1的作用的作用是卸下廢料是卸下廢料） 5) 帶小導(dǎo)柱和彈性卸料板的沖孔模帶小導(dǎo)柱和彈性卸料板的沖孔模 上、下模除用導(dǎo)柱和導(dǎo)套上、下模除用導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)向外，還設(shè)計(jì)了小導(dǎo)柱導(dǎo)向外，還設(shè)計(jì)了小導(dǎo)柱和彈性卸料板以及凸模和和彈性卸料板以及凸模和彈性卸料板的精確導(dǎo)向，彈性卸料板的精確導(dǎo)向，所以該沖孔模的沖孔精度所以該沖孔模的沖孔精度很高，凸模壽命也很長，很高，凸模壽命也很長，適于小孔沖壓或高速?zèng)_孔。適于小孔沖壓或高速?zèng)_孔。 6) 彈性卸料板采用導(dǎo)柱導(dǎo)向的沖孔模彈性卸料板采用導(dǎo)柱導(dǎo)向的沖孔模 與圖與圖8-8的沖孔模的沖孔模相似，沖孔精度高，相似，沖孔精度高，沖孔斷面質(zhì)量好，沖孔斷面質(zhì)量好，是高速?zèng)_

7、孔的典型是高速?zèng)_孔的典型結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。7) 懸臂式?jīng)_孔模懸臂式?jīng)_孔模 應(yīng)用：應(yīng)用：適于零件側(cè)壁適于零件側(cè)壁沖孔，是沖壓側(cè)孔的沖孔，是沖壓側(cè)孔的典型結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)中典型結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。得到廣泛應(yīng)用。 (3) 彎曲模彎曲模結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式：可根據(jù)彎曲件形狀、精度要求、板料性能、生產(chǎn)：可根據(jù)彎曲件形狀、精度要求、板料性能、生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)性等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)或選用。最常見的單工序彎曲批量和經(jīng)濟(jì)性等因素進(jìn)行設(shè)計(jì)或選用。最常見的單工序彎曲模結(jié)構(gòu)型式：單角彎曲模、雙角彎曲模、圓形件彎曲模和擺模結(jié)構(gòu)型式：單角彎曲模、雙角彎曲模、圓形件彎曲模和擺動(dòng)或帶斜楔彎曲模等結(jié)構(gòu)動(dòng)或帶斜楔彎曲模等結(jié)構(gòu) 。1) 單角彎曲

8、模單角彎曲模 又稱又稱V形彎曲模，根據(jù)彎曲件直邊長度可分為形彎曲模，根據(jù)彎曲件直邊長度可分為V形塊彎曲模和形塊彎曲模和壓板彎曲模。壓板彎曲模。 V形塊彎曲模形塊彎曲模：適于直邊等長的彎曲，如圖：適于直邊等長的彎曲，如圖8-11所示。所示。 壓板式彎曲模：壓板式彎曲模： 圖圖8-12a為壓板式為壓板式彎曲模，適于直彎曲模，適于直邊不等長的邊不等長的V形件形件彎曲。彎曲。 圖圖8-12b為另一為另一種壓板式彎曲種壓板式彎曲模，適于一直模，適于一直邊較長的邊較長的V形形件彎曲，件彎曲， 單角彎曲時(shí)，會(huì)產(chǎn)生水平推力，為了防止凸模偏移，應(yīng)裝有單角彎曲時(shí)，會(huì)產(chǎn)生水平推力，為了防止凸模偏移，應(yīng)裝有水平止推塊

9、水平止推塊4，用以保證凸、凹模間隙和提高模具壽命。，用以保證凸、凹模間隙和提高模具壽命。 2) 雙角彎曲模雙角彎曲模 又稱又稱U形件彎曲模。常見的結(jié)構(gòu)型式有三種。形件彎曲模。常見的結(jié)構(gòu)型式有三種。 圖圖8-13所示系采用兩套簡單彎曲模沖壓形件的模具。第一套所示系采用兩套簡單彎曲模沖壓形件的模具。第一套彎曲模將毛坯預(yù)彎成彎曲模將毛坯預(yù)彎成U形，然后用第二套彎曲模彎成形件。形，然后用第二套彎曲模彎成形件。 圖圖8-14為一次彎曲成形形件的模具，結(jié)構(gòu)比較筒單，便于制造。為一次彎曲成形形件的模具，結(jié)構(gòu)比較筒單，便于制造。 但在彎曲時(shí)，凸、凹模圓角處的毛坯阻力很大，材料易被但在彎曲時(shí)，凸、凹模圓角處的毛

10、坯阻力很大，材料易被拉長，沖壓件側(cè)壁變薄，影響形件成形質(zhì)量，同時(shí)形件的拉長，沖壓件側(cè)壁變薄，影響形件成形質(zhì)量，同時(shí)形件的展開尺寸必須多次調(diào)試后才能確定。展開尺寸必須多次調(diào)試后才能確定。 圖圖8-15所示的所示的U形件彎曲模，凹模形件彎曲模，凹模1是擺動(dòng)式的。是擺動(dòng)式的。 彎曲時(shí)，毛坯由定位板彎曲時(shí)，毛坯由定位板2定位，凸模定位，凸模3下行，凹模繞軸銷下行，凹模繞軸銷5擺動(dòng)。擺動(dòng)。彎曲后，頂桿彎曲后，頂桿4在彈簧作用下，使凹模復(fù)位，同時(shí)頂出在彈簧作用下，使凹模復(fù)位，同時(shí)頂出U形件。形件。該模具可以避免圖該模具可以避免圖8-14所示彎曲模的缺點(diǎn)。所示彎曲模的缺點(diǎn)。 3) 圓形件彎曲模圓形件彎曲模

11、圖圖8-16a所示的圓形件彎曲所示的圓形件彎曲模系由兩套簡單彎曲模組模系由兩套簡單彎曲模組成的，先預(yù)彎成波浪形，成的，先預(yù)彎成波浪形，后再壓彎成圓形。后再壓彎成圓形。 波浪形彎曲模設(shè)計(jì)了壓波浪形彎曲模設(shè)計(jì)了壓料桿料桿5和頂料桿和頂料桿3，用以，用以壓料和頂件。壓料和頂件。 圖圖8-16b的壓圓模，裝有定位塊的壓圓模，裝有定位塊5和定位釘和定位釘4，用以給波浪形，用以給波浪形預(yù)彎件定位，凸模下行將板料彎曲成圓形件。預(yù)彎件定位，凸模下行將板料彎曲成圓形件。 該模具適于作直徑該模具適于作直徑大于大于20mm的壓彎的壓彎工作。工作。 圖圖8-17所示為滑板式所示為滑板式圓形件彎曲模，可圓形件彎曲模，可

12、以一次壓彎成形。以一次壓彎成形。 該彎曲模結(jié)構(gòu)筒該彎曲模結(jié)構(gòu)筒單，成形質(zhì)量高，單，成形質(zhì)量高，適于彎制板厚適于彎制板厚0。51mm、直徑、直徑520mm的各種的各種圓形沖壓件。圓形沖壓件。 圖圖8-18為另一種圓形件一次成形彎曲模。為另一種圓形件一次成形彎曲模。 模具設(shè)計(jì)時(shí)，上模模具設(shè)計(jì)時(shí)，上模的四個(gè)彈簧總壓力的四個(gè)彈簧總壓力必須大于毛坯預(yù)彎必須大于毛坯預(yù)彎時(shí)所需的彎曲力，時(shí)所需的彎曲力，才能卷圓成形，因才能卷圓成形，因此，該彎曲模一般此，該彎曲模一般用于軟材料和小直用于軟材料和小直徑的圓形件彎曲。徑的圓形件彎曲。 4) 帶斜楔的彎曲模帶斜楔的彎曲模 圖圖8-19 如圖如圖8-19示出有斜楔裝

13、置的彎曲模，在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，可示出有斜楔裝置的彎曲模，在壓力機(jī)一次行程內(nèi)，可以完成兩道彎曲工序，所以又稱復(fù)合彎曲模。以完成兩道彎曲工序，所以又稱復(fù)合彎曲模。 彎曲模的設(shè)計(jì)特點(diǎn)彎曲模的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：除上模作上下運(yùn)動(dòng)外，凸、凹模還可完成擺動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或清動(dòng)等除上模作上下運(yùn)動(dòng)外，凸、凹模還可完成擺動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)或清動(dòng)等動(dòng)作，用以將沖壓件壓彎成形，因此在彎曲模設(shè)計(jì)時(shí)，動(dòng)作，用以將沖壓件壓彎成形，因此在彎曲模設(shè)計(jì)時(shí)，必須考必須考慮彎曲成形時(shí)的毛坯走動(dòng)、毛坯定位和卸料、取件等間題，慮彎曲成形時(shí)的毛坯走動(dòng)、毛坯定位和卸料、取件等間題，同同時(shí)對(duì)精度要求較高的彎曲件時(shí)對(duì)精度要求較高的彎曲件，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮如何避，

14、在模具設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)考慮如何避免彎曲件的伸長、變薄以及消除回彈等問題，用以提高彎曲件免彎曲件的伸長、變薄以及消除回彈等問題，用以提高彎曲件質(zhì)量。質(zhì)量。 (4) 拉深摸拉深摸一個(gè)拉深件往往需要經(jīng)過多次拉深。一副模具一般只能完一個(gè)拉深件往往需要經(jīng)過多次拉深。一副模具一般只能完成一次拉深工作，所以拉深模也是單工序模具。成一次拉深工作，所以拉深模也是單工序模具。 分類：（拉深件大小和使用的沖壓設(shè)備）分類：（拉深件大小和使用的沖壓設(shè)備）大型覆蓋件拉大型覆蓋件拉深模深模、中小件拉深模；或單動(dòng)壓力機(jī)拉深模和雙動(dòng)、三動(dòng)壓、中小件拉深模；或單動(dòng)壓力機(jī)拉深模和雙動(dòng)、三動(dòng)壓力機(jī)拉深模。力機(jī)拉深模。 1) 首次拉深模首

15、次拉深模 圖圖8-20為無壓邊圈的首次拉深模典型結(jié)構(gòu)。凸模中心有氣為無壓邊圈的首次拉深模典型結(jié)構(gòu)。凸模中心有氣孔，用以卸件與保證零件質(zhì)量。孔，用以卸件與保證零件質(zhì)量。 應(yīng)用應(yīng)用：適用于板料塑性好、相對(duì)厚度：適用于板料塑性好、相對(duì)厚度t/D2，m10.6的拉深工作。的拉深工作。 圖8-21為帶固定壓邊圈的首次拉深模帶固定壓邊圈的首次拉深模。 固定壓邊圈能承受的壓力很大，所以這種模具固定壓邊圈能承受的壓力很大，所以這種模具適于厚板拉深適于厚板拉深。 圖8-22為具有彈性壓邊圈的首次拉深模具有彈性壓邊圈的首次拉深模。 為了提高拉深件表面質(zhì)量，應(yīng)減少拉深件與凹模直壁的摩擦，對(duì)于一為了提高拉深件表面質(zhì)量

16、，應(yīng)減少拉深件與凹模直壁的摩擦，對(duì)于一般精度的拉深件，凹模直壁高度可為般精度的拉深件，凹模直壁高度可為913mm。 圖圖8-23為彈性壓邊圈裝在下模的首次拉深模彈性壓邊圈裝在下模的首次拉深模。 模具的特點(diǎn)：可選用壓力大的彈簧、橡皮或氣墊壓料，用以增大壓邊力，同時(shí)壓模具的特點(diǎn)：可選用壓力大的彈簧、橡皮或氣墊壓料，用以增大壓邊力，同時(shí)壓邊力是可調(diào)的，以滿足拉深件的壓邊要求，因而在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。邊力是可調(diào)的，以滿足拉深件的壓邊要求，因而在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。 2) 再次拉深模：再次拉深模：圖圖8-24a為無壓邊圈的再次拉深模無壓邊圈的再次拉深模。 應(yīng)用應(yīng)用：變形程度不大、拉深件直徑和壁厚要求均

17、勻的再次拉深工作。：變形程度不大、拉深件直徑和壁厚要求均勻的再次拉深工作。圖圖8-25為帶彈性壓邊圈的再次拉深模帶彈性壓邊圈的再次拉深模。 應(yīng)用應(yīng)用：這種模具結(jié)構(gòu)合理，使用方便，在沖壓生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。：這種模具結(jié)構(gòu)合理，使用方便，在沖壓生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。 3) 反向拉深模反向拉深模圖圖8-26為無壓邊圈的簡單反向拉深模。為無壓邊圈的簡單反向拉深模。首次拉深后的半成品，首次拉深后的半成品，由凹模由凹模3外徑定位，凸模外徑定位，凸模1下行，將半成品反向拉下行，將半成品反向拉人凹模。拉深后，凸模人凹模。拉深后，凸模上升，由凹模內(nèi)孔臺(tái)階上升，由凹模內(nèi)孔臺(tái)階卸件。為減少拉深件和卸件。為減少拉深件和凹模直壁

18、摩擦，提高成凹模直壁摩擦，提高成品的表面質(zhì)量，凹模直品的表面質(zhì)量，凹模直壁高度壁高度h=9l3mm。 有時(shí)為了便于卸件、半成品定位和防止拉深時(shí)的零件偏移，有時(shí)為了便于卸件、半成品定位和防止拉深時(shí)的零件偏移，在反向拉深時(shí)也有帶壓邊圈的，如圖在反向拉深時(shí)也有帶壓邊圈的，如圖8-27和圖和圖8-28所示。所示。 2、復(fù)合模、復(fù)合模定義定義：復(fù)合模是在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)在模具的一個(gè)工位上完：復(fù)合模是在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)在模具的一個(gè)工位上完成兩道以上沖壓工序的模具，是一種多工序沖壓模。成兩道以上沖壓工序的模具，是一種多工序沖壓模。類型類型：落料和沖孔復(fù)合模、落科和首次拉深復(fù)合模等。：落料和沖孔復(fù)合模、落

19、科和首次拉深復(fù)合模等。特點(diǎn)特點(diǎn)：與單工序模相比，主要優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率和沖壓件精度高，：與單工序模相比，主要優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率和沖壓件精度高，其缺點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易制造。其缺點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易制造。適用于適用于：生產(chǎn)精度要求較高的軟材料或薄板料沖壓件。：生產(chǎn)精度要求較高的軟材料或薄板料沖壓件。 圖圖8-29為沖壓電機(jī)定子的落料、沖孔復(fù)合模。該模具的落料凹模為沖壓電機(jī)定子的落料、沖孔復(fù)合模。該模具的落料凹模5在上部，凸凹模在上部，凸凹模8固定在下部，故稱為倒裝式復(fù)合模。固定在下部，故稱為倒裝式復(fù)合模。 倒裝式模具的特點(diǎn)倒裝式模具的特點(diǎn)是每次沖壓后，沖是每次沖壓后，沖壓件由推料板壓件由推料板16推

20、推出，不留在凹模內(nèi)，出，不留在凹模內(nèi)，所以沖壓件比較平所以沖壓件比較平整，適于沖壓薄的整，適于沖壓薄的材料。材料。 圖圖8-30所示的落料、沖孔模，落料凹模固定在下部，凸模在上所示的落料、沖孔模，落料凹模固定在下部，凸模在上部，稱為順裝式復(fù)合模。部，稱為順裝式復(fù)合模。 順裝式復(fù)合模每次沖壓順裝式復(fù)合模每次沖壓后的沖壓件和孔廢料都后的沖壓件和孔廢料都落在凹模上，可能會(huì)影落在凹模上，可能會(huì)影響沖壓操作和安全。響沖壓操作和安全。 圖圖8-31為落料和首次拉深復(fù)合模的典型結(jié)構(gòu)。為落料和首次拉深復(fù)合模的典型結(jié)構(gòu)。圖圖8-32為同時(shí)完成落料、拉深、沖孔和翻邊四工序復(fù)合模。為同時(shí)完成落料、拉深、沖孔和翻邊四工序復(fù)合模。 3、連續(xù)模、連續(xù)模 定義定義：連續(xù)模也是多工序模具，即在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)，：連續(xù)模也是多工序模具，即在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)，在連續(xù)模具的不同工位上完成多道沖壓工序。連續(xù)模又稱級(jí)進(jìn)在連續(xù)模具的不同工位上完成多道沖壓工序。連續(xù)模又稱級(jí)進(jìn)模。模。特點(diǎn)特點(diǎn)