凸凹模组合固定形式分析
简单模具分析及凸、凹模设计
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
简单模具分析及凸 、 凹模设计
徐宗 山 杨 航 （ 沈阳机床集 团 工业服务事业部 ， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ０ ０ ０ ）
【 摘 要】 现代机械加工 中除 了 传 统的车床 、 铣床、 刨床 等设备 ， 还有一个应用用途非常广的设备 ， 就是冲床 ， 而冲床 的装 配和分析我们也要
３ 简 单 模 的 分 析
尽管有 的冲裁模很 复杂 ． 但总是分 为上模和下模 ． 上模 一般 固定 在 压力机 的滑块 上 ． 并随着滑块作相应 的运动 ． 下模 固定 在压力机 的 工作 台上 。 而在 冲压工艺 当中需要知道几个定位部分 ， 定位零件 的作用是使 毛坯在冲压送料 时有一个确的位置 ． 保证 冲出符合要求 的产品 ， 不致
２ ． ３ 凸凹模刃 口尺寸的计算 方法 根据 凸、 凹摸的加工方法的不 同． 刃１ ３的计算方法也不同 ， 由以下 两 种
导向 式方 便， 毛 坯直接由 导板导入， 凸 模直接 加工。 ●
合理 间隙值 ， 是根据上下裂纹 重合 的原则进行计算 。 冲缺而造成浪费 ． 定位零件由以下两种 ： ２ ． ２ 凸、 凹模尺寸计算的依据 １ ） 挡 料件 ． 它 的作用是加 工毛坯在进料或带 料送料 时给予确定 在 冲裁件的测量和使用中 ． 都是 以光面的尺寸为基准 在计算 刃 进距 。常见 的分类有 固定挡料板 、 自动挡料销 、 始用挡料销 、 活动挡料 １ ３ 尺寸时 ， 应按落料和冲孔两种情况分别进行计算 ： 板等。 （ １ ） 落料 ， 在加工落料件时光 面尺寸与凹模尺寸要相 等（ 或一致 ） ， ２ ） 导料件 ． 主要 是指导料板 和测 压板 ． 它对所要 加工的零件起 导 故应 以凹模尺寸为基准 正作用 我们采用螺钉紧固导料块起导料作用 ｆ ２ ） 冲孔 ． 需要加工为冲孔 时工件光面的孔径与凸模 尺寸相 等 ， 故 无导 向冲裁模的特点就是 结构简单 ． 制造周期短 ， 但是工件没有导 应 以凸模尺寸为基准 向． 工件 只能放在下模座上 ． 由挡料板将其定位 ， 这时 凸模工作将工件 （ ３ ） 孔心距 ． 当工件上需要 冲制多个孔时 ． 孔心距的尺寸精度由凹 加工完成 ． 并 由固定卸料板将工件卸下。 模 孔心距保证 而导板式单工序 冲裁模 ． 该模具主要特 点是上模 与下模 的导 向是 （ ４ ） 冲模 刃 １ ３ 所 需的制造公差 凸、 凹摸 刃 口尺寸精度 的选 择要保 靠凸模与导板 的小 间隙配合 模具的安装调整 比无导 向式模具 方便 ， 证 工件的精度 工件质量比较稳定 ． 模具寿命较高 ， 操作安全。 而它在加工工件时 比无
凹模的结构设计
整体式凹模
整体嵌入式凹模
组合式凹模
镶嵌式凹模
1）局部镶拼式凹模
镶嵌式凹模
在凹模的结构设计中，采用镶拼结构有如下好处： （1）简化凹模加工，将复杂的凹模内形部的加工变成镶件的外形加工。降低了 凹模整体的加工难度。 （2）镶件用高碳钢或高碳合金钢淬火。淬火后变形较小，可用专用磨床研磨复 杂形状和曲面。凹模中使用镶件的局部凹模有较高精度，经久的耐磨性并可置换。 （3）可节约优质塑料模具钢，尤其对于大型模具更是如此。 （4）有利于排气系统和冷却系统的通道的设计和加工。
镶嵌式凹模
在结构设计中应注意以下几点： （1）凹模的强度和刚度因此有所削弱，所以模框板应有足够的强度和刚度。 （2）镶件之间，及其与模框之间尽量采用凹凸槽相互扣锁，以减小整体凹模在 高压下的变形和镶件的位移镶件必须准确定位，并有可靠紧固。 （3）镶拼接缝必须配合紧密。转角和曲面处不能设置拼缝。拼缝线方向应与脱 模方向一致。 （4）镶拼件的结构应有利于加工、装配和调换。镶拼件的形状和尺寸精度应有 利于凹模总体精度，并确保动模和定模的对中性，还应有避免误差累积的措施。
凸凹模组合固定形式分析
结构形式冷冲模的凸模总的来说分为两大部分，即凸模的工作部分和凸模的安装部分。
凸模的工作部分是直接完成冲压加工的，其断面形状、尺寸应根据冲压件的形状尺寸以及冲压工序的性质，特点进行设计。
凸模的安装部分是将凸模的安装在凸模固定板上，然后固定在模座上，使之成为一体构成上模。
在厚板料上冲小孔时，为了不使小孔凸模由于细而在冲载时折断，可在细小凸模外面加以护套保护，以在冲压时对冲孔凸模起到导向的作用。
为了增加凸模的强度和刚度，小型整体式凸模的非工作部分，应采用直径或断面尺寸逐渐增大的多级凸模结构形式，但台阶之间要圆滑过渡，以免因为冲压时应力集中而造成凸模折断。
固定方法凸模的安装部分多数是与固定板结合后安装在模座上的，其凸模的安装形式是根据凸模冲压时受力状态、在模具中安装位置有限空间、模具对该凸模具有的特殊要求、凸模自身形状与其工艺特性等因素所决定的。
在生产中安装方式主要有以下集中形式：a.背台式固定法背台式固定法是采用较多的一种安装形式。
多用于冲压力较大、要求稳定性好的凸模安装，其凸模的安装部分上端有大于安装断面尺寸的背台，以防止凸模在固定板中脱落，凸模和固定板多采用过度配合或过硬配合形式，其装配稳定性较好，但不便于经常的拆卸和维修。
b.铆接式固定法凸模装入固定板以后，将凸模上端留出的斜面，以防凸模脱落。
这种凸模固定形式，多用于不规则形状断面的凸模安装，凸模可做成直通式以便于加工。
但这类凸模，在热处理淬火时，应采用局部淬火工艺，即铆接安装部分淬火硬度不应过高，以便于铆接。
c.叠装固定法对于一些中型或者大型凸模，其自身的安装基面过大，一般可采用螺钉及销钉将凸模固定在凸模固定板上，方法安装简便、稳定性好。
d.浇注粘结固定法对于冲在厚度小于2mm以下、冲压力不大的冲模，可用低熔点合金、环氧树脂、无机黏结剂等浇注粘结固定。
利用这种方法，其固定板与凸模间有明显的大的间隙，固定板只需粗略加工，方便省工。
凸模安装部分也无需要精密加工，简化了装配。
凸凹模固定板加工工艺过程
凸凹模固定板加工工艺过程
凸凹模固定板加工工艺过程通常包括以下步骤：
1. 设计凸凹模固定板的制作图纸，根据需要确定凸凹模的形状和尺寸。
2. 准备材料。
根据制作图纸的要求，选择适当的材料进行加工。
常用的材料有金属板材、塑料板材等。
3. 制作凸面模具。
根据设计图纸上的凸面要求，使用车床、铣床等机械设备将材料加工成凸面模具的形状。
4. 制作凹面模具。
同样地，根据设计图纸上的凹面要求，使用机械设备将材料加工成凹面模具的形状。
5. 雕刻图案。
根据设计要求，在凸凹模固定板上进行图案的雕刻工艺。
可以使用机械设备如雕刻机、刻字机等，也可以手工进行雕刻。
6. 雕刻完成后，将凸面模具和凹面模具固定在一起，使用螺栓、螺母等连接件将两个模具牢固地固定在一起。
7. 进行定位和校准。
确保凸凹模固定板的位置和角度正确，以便在加工过程中准确地加工工件。
8. 加工工件。
将需要加工的工件放置在凸凹模固定板上，使用适当的加工设备如车床、铣床等进行加工。
9. 加工完成后，拆下加工好的工件，并进行清洁和质量检查。
凸凹模刃口尺寸计算
搭边
2．搭边（续）
（1）影响搭边值的因素
①材料的力学性能 硬材料的搭边值可小一些；软材料、脆材料的搭边值要大一些。 ②材料厚度 材料越厚，搭边值也越大。 ③冲裁件的形状与尺寸 零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值取大些。 ④送料及挡料方式 用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小一些；用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。 ⑤卸料方式 弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。
二 冲裁变形过程
冲裁变形时板料变形区力态分析
1-凸模 2-板材 3-凹模
2.冲裁变形过程 (1)弹性变形阶段 (2)塑性变形阶段 (3)断裂分离阶段 二 冲裁变形过程
冲裁件质量及其影响因素 指断面状况、尺寸精度和形状误差。
垂直、光洁、毛刺小
图纸规定的公差范围内
外形满足图纸要求；表面平直，即拱弯小
3．条料宽度的确定（续）
（3）有定距侧刃时条料的宽度
条料宽度：B=（B2+nb）=（D+2a+nb）-δ
b—侧刃余料，金属材料取1～2.5 mm，非金属材料取1.5～4 mm(薄材料取小值， 厚料取大值); n—侧刃个数。
有定距侧刃时条料的宽度
导料板之间的距离为 B01= B+c B02 = B2+y=D+2a+y
02
本模块内容
模块二 电机定子冲裁模
本模块重点
本模块难点
课题一 冲裁模基础 一 落料与冲孔 冲裁：利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。包括落料、冲孔、切断、修边、切舌、剖切等。 分类：普通冲裁、精密冲裁。
落料:若使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以内的部分作为冲裁件时，称为落料；落料工序中使用的模具叫落料模。工件的尺寸由冲裁凹模尺寸决定。 冲孔:若使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以外的部分作为冲裁件时，则称为冲孔。 冲孔工序中使用的模具叫冲孔模。工件的尺寸由冲孔凸模尺寸决定。
镶拼式结构的凸、凹模的固定方法
镶拼式结构的凸、凹模的固定方法有哪些？各适用于哪些场合？形状复杂和大型的凹模与凸模选择镶拼结构，可以获得良好的工艺性，局部损坏更换方便，还能节约优质钢材，对大型模具可以解决锻造困难和热处理设备及变形的问题，因此被广泛采用。
镶拼式凸、凹模的固定方法主要有：平面固定法，嵌入固定法、压入固定法、斜楔固定法及低熔点合金固定法。
(1)平面固定法这种方法是把拼好的镶块，用销钉和螺钉直接在模板上定位和固定，其结构形式如图1所示。
图a、b所示结构用销钉定位，螺钉固定，用于冲裁件厚度小于1.5mm的大型凸、凹模；图c所示结构用销钉定位，螺钉加上止推键将拼块固定在模板上，用于冲裁件厚度为1.5～2.5mm的大型冲模；图d所示结构利用销钉、螺钉将镶拼的凸、凹模固定在模板的凹槽内，止推强度更大，用于冲裁件厚度大于2.5皿大型冲模的固定；图6；用螺钉固定，适用于大型圆凸模；图纟适用于大型剪切凸模；图g适用于孔距尺寸很小的多排矩形孔的冲裁凸模。
图1 镶拼式凸、凹模平面固定结构形式1—凹模镶块 2—螺钉 3—销钉 4—模板 5—止推键 6—凸模镶块(2)嵌入固定法这种方法是把拼合的镶块嵌人两边或四周都有凸台的模板槽内定位，采用基轴制过渡配合K7/h6,然后用螺钉、销钉或垫片与禊块（或键）紧固，如图2所示。
图a为螺钉固定嵌人结构；图b为用垫片嵌入固定结构；图c为楔块、螺钉固定嵌入结构。
这类结构侧向承载能力较强，主要用于中、小型凸、凹模的固定。
图2 嵌人式镶拼固定法a)螺钉、销钉固定 b)垫片嵌人固定 c)楔块螺钉固定(3)压入固定法这种方法是将拼合的凸、凹模，以过盈配合U8/h7压人固定板孔或模板槽内固定，如图3 所示，适用于形状复杂的小型冲模以及拼块较小不宜用螺钉、销钉紧固的情况。
图3 压入式镶拼(4)斜楔固定法这种方法主要是采用斜楔紧固拼块，如图4所示。
其特点是装拆、调整较方便，凹模因磨损间隙增大时，可将其中一块拼合面磨去少许，使其恢复正常间隙。
模具凸凹模精加工控制分析
机 械生 产加 工 ，对 屯 留县 的核桃 产业 发展 起到 了很 好 的作
用 ，而且充分调动了广大农 民种植 核桃的积极性 ，极大地促 进 了屯留县经济的转型跨越发展。
参 考 文 献 ［ １ 】魏 贞 伟 ， 沈茂盛． 核 桃开发利用研究 ［ Ｊ 】 ； 现代农业科技 ， ２ ０ ０ ９
获 得 较 高 的 硬 度 和 一 定 的 韧 性 ，还 可 以去 除 凸 凹模 的 内应 力 ， 减 小 凸 凹模 变 形 ，保 证 尺 寸 的稳 定 性 ，进 而 对 热 处
理 、磨 削加工、 电加 工、表 面处理作 了详 细介绍 。 关键词 ：热处理 ；磨 削加 工；电加 工；表 面处理
很 大的内应力容易造成精加 工或加工过程 中开 裂。因此 ，淬 火后 应 马 上 回 火 ，消 除 内应 力 。淬 火 温度 控 制 在 ９ ０ ０ ｏ Ｃ～ ｌ ０ ２ ０ ℃ ，油冷到 ２ ０ ０ ℃～ ２ ２ ０ ℃后空冷 ，随 后马上回炉加热到 ２ ２ ０ ℃回火 ，可 以获得较 高的 强度和耐 磨性 。当 凸凹模 拐 角 较多或形状复杂时 ，回火还 不能消除淬火 应力 ，因此还要进 行去应力退火 ，消除淬火应力 。 对工作 强度大 ，受力 苛刻的 凸凹模可 选用粉 末合金 钢 ， 如 Ｖ１ ０ 、Ａ Ｓ Ｐ ２ ３等 ，这 些材料具有较高 的热稳定性和 良好 的 组织结构 ，能承受较 高的强度和温度 。这 是因为粉末合金钢
Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ Ｊ ． Ｉ Ｓ Ｓ Ｎ． １ ６ ７ ３ — ６ ３ ２ Ｘ． ２ ０ １ ３ ． ０ １ ． １ ０ 中 图分 类 号 ：Ｔ Ｐ ３ ９ １ 文 别 是凸凹 模的质量直接影响到模 具的质量 ，而 凸模 的质量又是 由精加 工来完成保证 。因此 ，控制好 凸凹模 的精加工直接关 系到整
凹模的结构形式和固定方式
镶套式：是将凹模工作部分单独作为一整体小块 镶套在凹模固定板内，它可以防止模具开裂，提高模 具寿命，节省贵重的模具材料，而且，当某凹模镶快 损坏，仅需单独更换，而不影响其他的凹模镶块，一 般用于成形凹模；
镶拼式：是将凹模工作部分分为更小的拼块，从 而将凹模的型孔转变为外形加工，以便磨削，它具有 镶套式的各种优点，但对制造精度要求更高，一般用 于冲裁类凹模。
凹模的结构形式和固定方式
第三组 组长：孙汉 组员：袁帅东，张鹏斌，潘丁拯
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目录
一、凹模的结构形式 二、凹模的固定方式
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一、凹模的结构形式
按照凹模刃口部分的组成方式，凹模可分为整体式、镶 套式和镶拼式三类，如图1-1所示。
A整体式
图1-1
B镶套式
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一、凹模的结构形式（续）
C镶拼式
图1-1
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一、凹模的结构形式（续）
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一、凹模的结构形式（续）
其中，当采用镶拼式凹模时，凹模刃口的 分割应遵循一定的原则。 （凹模刃口分割原则说明，详见P71,表4-13）
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二、凹模的固定方式
对于整体式凹模或大型镶拼凹模，一般都 是采用螺钉和销钉固定在凹模固定板或模座表 面上。如图1-2：
图1-2
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二、凹模的固定方式（续）
而镶套和镶拼式凹模则根据具体情况可 采用图1-3、1-4。（其与图形详见P72页）
固定 螺钉
图1-3
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二、凹模的固定方式（续）
图1-4
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结构形式
冷冲模的凸模总的来说分为两大部分，即凸模的工作部分和凸模的安装部分。
凸模的工作部分是直接完成冲压加工的，其断面形状、尺寸应根据冲压件的形状尺寸以及冲压工序的性质，特点进行设计。
凸模的安装部分是将凸模的安装在凸模固定板上，然后固定在模座上，使之成为一体构成上模。
在厚板料上冲小孔时，为了不使小孔凸模由于细而在冲载时折断，可在细小凸模外面加以护套保护，以在冲压时对冲孔凸模起到导向的作用。
为了增加凸模的强度和刚度，小型整体式凸模的非工作部分，应采用直径或断面尺寸逐渐增大的多级凸模结构形式，但台阶之间要圆滑过渡，以免因为冲压时应力集中而造成凸模折断。
固定方法
凸模的安装部分多数是与固定板结合后安装在模座上的，其凸模的安装形式是根据凸模冲压时受力状态、在模具中安装位置有限空间、模具对该凸模具有的特殊要求、凸模自身形状与其工艺特性等因素所决定的。
在生产中安装方式主要有以下集中形式：
a.背台式固定法
背台式固定法是采用较多的一种安装形式。
多用于冲压力较大、要求稳定性好的凸模安装，其凸模的安装部分上端有大于安装断面尺寸的背台，以防止凸模在固定板中脱落，凸模和固定板多采用过度配合或过硬配合形式，其装配稳定性较好，但不便于经常的拆卸和维修。
b.铆接式固定法
凸模装入固定板以后，将凸模上端留出的斜面，以防凸模脱落。
这种凸模固定形式，多用于不规则形状断面的凸模安装，凸模可做成直通式以便于加工。
但这类凸模，在热处理淬火时，应采用局部淬火工艺，即铆接安装部分淬火硬度不应过高，以便于铆接。
c.叠装固定法
对于一些中型或者大型凸模，其自身的安装基面过大，一般可采用螺钉及销钉将凸模固定在凸模固定板上，方法安装简便、稳定性好。
d.浇注粘结固定法
对于冲在厚度小于2mm以下、冲压力不大的冲模，可用低熔点合金、环氧树脂、无机黏结剂等浇注粘结固定。
利用这种方法，其固定板与凸模间有明显的大的间隙，固定板只需粗略加工，方便省工。
凸模安装部分也无需要精密加工，简化了装配。
e.插入式固定法
插入式固定法时在模内用两个定位螺钉顶住凸模，一般适用于冲小孔的圆形凸
模。
这种插入式凸模便于装拆，多适用于小型凸模的安装。
在多工位级进模中，有些凸模经常要维护拆卸，采用较多
f.组合式固定法
组合式不可拆卸的组合凸模结构固定法，这种固定法是由于一组凸模在种种特定条件下所致，往往应将它们组合为一个增体，再将其安装在模具中。
这一组凸模可以是同一种几个凸模的组合，也可以时几个不同的凸模在一起组合。
凹模各组合形式的分析：
镶拼的组合方式的优点：
对于形状复杂的型腔，若采用整体式结构，比较难加工。
所以采用组合式的凹模结构。
同时可以使凹模边缘的材料的性能低于凹模的材料，避免了整体式凹模采用一样的材料不经济，由于凹模的镶拼结构可以通过间隙利于排气﹐减少凹模热变形。
对于凹模中易磨损的部位采用镶拼式﹐可以方便模具的维修﹐避免整体的凹模报废。
镶拼的组合方式的缺点﹕
组合式凹模的刚性不及整体式的易在塑件表面留下痕迹﹐模具结构比较复杂。