凸模与凹模的结构设计
模具对插结构
模具对插结构一、什么是模具？模具是工业生产中常用的一种工具，用于制造具有一定形状、大小和精度要求的成型零件。
模具通常由模具凸模和模具凹模两部分组成，通过使凸模与凹模上的形状形成一定的间隙，将熔化的材料注入模具中，让其在冷却凝固后获得所需的成品。
二、插结构的定义和特点插结构是指模具凸模与模具凹模结构中的一种形式，也称为可动凸模结构。
其特点是模具设计中的凸模部分可以在模具操作过程中进行拔出和插入，实现成品件的顺利脱模。
三、插结构的应用范围插结构在各个工业领域得到广泛应用，特别是在塑料制品、汽车零部件、家电产品等领域有着重要的地位。
插结构可以实现成型件的高效生产和脱模，提高生产效率和产品质量。
四、插结构的设计原则1.减少插模力：插结构设计中，应尽量减小插模力，避免由于过大的插模力造成模具的损坏或操作困难。
2.保证脱模顺利：插结构应设计成轻松插入和拔出的形式，保证脱模过程顺利进行。
3.提高生产效率：插结构的设计要考虑到生产效率，减少生产过程中的等待时间和调整时间。
4.保证产品质量：插结构在脱模过程中应保证成型件的形状和尺寸的精度，避免产生变形或尺寸偏差。
五、插结构的设计要点1.设计凸模与凹模的结构：插结构的凸模与凹模形状应匹配，使其在插入和拔出的过程中形成合适的间隙，并保证凸模的位置稳定。
2.考虑凸模的阻尼与导向：为了保证插模过程中凸模的稳定性，设计中要考虑凸模的阻尼与导向，使其插入和脱模时能够保持平稳运动。
3.设置合适的脱模角度：插结构的设计中要设置合适的脱模角度，以方便成型件的顺利脱模，避免卡死或损坏模具。
4.选择适当的材料和润滑方式：在插结构的设计中，要选择适当的材料和润滑方式，以减小摩擦力和磨损，保证模具的使用寿命。
六、插结构的优缺点优点：1.提高生产效率：插结构能够实现成型件的快速脱模，减少生产等待时间，提高生产效率。
2.保证产品质量：插结构能够保证成型件的形状和尺寸的精度，避免产生变形或尺寸偏差。
模具毕业设计实例冲裁模设计举例
冲裁模设计举例图2.69所示零件为电视机安装架下板展开坯料，材料为1Cr 13，厚度mm t 3=，未注圆角半径mm R 1=，中批量生产，确定产品的冲裁工艺方案并完成模具设计。
图2.69 零件图1． 冲裁件工艺性分析零件的加工涉及冲孔和落料两道工序。
除孔中心尺寸公差为±0.1mm 和孔径尺寸公差为+0.2mm 外,其余尺寸均为未注公差,查表2.4可知，冲裁件内外形的达到的经济精度为IT12～IT14级。
符合冲裁的工艺要求。
查表2.2可知，一般冲孔模冲压该种材料的最小孔径为d ≥1.0t ，t =3mm,因而孔径ø8mm 符合工艺要求。
由图可知，最小孔边距为：d =4mm ，大于材料厚度3mm ，符合冲裁要求。
2． 确定冲裁工艺方案及模具结构形式该冲裁件对内孔之间和内孔与外缘之间有较高的位置精度的要求，生产批量较大，为保证孔的位置精度和较高的生产效率，采用冲孔落料复合冲裁的工艺方案，且一次冲压成形。
模具结构采用固定挡料销和导料销对工件进行定位、弹性卸料、下方出料方式的倒装式复合冲裁模结构形式。
3． 模具设计与计算（1）排样设计排样设计主要确定排样形式、条料进距、条料宽度、材料利用率和绘制排样图。
1）排样方式的确定。
根据冲裁件的结构特点，排样方式可选择为：直排。
2）送料进距的确定。
查表2.7，工件间最小工艺搭边值为mm 2.2，可取mm a 31=。
最小工艺边距搭边值为mm 5.2，取mm a 3=。
送料进距确定为mm h 44.199=。
3）条料宽度的确定。
按照无侧压装置的条料宽度计算公式，查表2.8、表2.9确定条料与导料销的间隙和条料宽度偏差分别为mm mm b 0.1,0.10=∆=。
()()0100093132862-∆-∆-=+⨯+=++=b a L B4）材料利用率的确定。
%08.91%10044.1999344.19686=⨯⨯⨯==Bh A η 4）绘制排样图。
凸模与凹模的配合间隙范围
凸模与凹模的配合间隙范围凸模与凹模是工业生产过程中常见的零件配合形式，其配合间隙范围对于产品的质量和性能至关重要。
本文将探讨凸模与凹模的配合间隙范围及其影响因素。
一、凸模与凹模的定义凸模是指具有凸起形状的模具零件，常用于冲压、注塑等加工工艺中，用于成型、压制产品。
凹模是指具有凹陷形状的模具零件，常用于冲压、压铸等加工工艺中，用于成型、压制产品。
二、凸模与凹模的配合间隙范围凸模与凹模的配合间隙范围是指两者之间的间隙大小，它直接影响着产品的尺寸精度、装配性能、摩擦阻力等。
一般来说，凸模与凹模的配合间隙范围应根据具体的工艺要求和产品要求来确定，但也有一些经验值可供参考。
1. 无间隙配合：当凸模与凹模的间隙为零时，即两者完全贴合，形成无间隙配合。
这种配合方式适用于对尺寸精度要求极高的产品，如精密仪器等。
但由于没有间隙，装配时需要使用专门的设备和工艺，成本较高。
2. 过盈配合：过盈配合是指凸模的尺寸略大于凹模的尺寸，两者之间形成一定的压力。
这种配合方式可以提高产品的密封性和承载能力，适用于对密封性要求较高的产品，如汽车发动机密封件等。
3. 游隙配合：游隙配合是指凸模与凹模之间有一定的间隙，允许一定的相对位移。
这种配合方式适用于对装配过程要求较高的产品，如机械连接件等。
游隙的大小需要根据实际情况来确定，一般来说，游隙范围可以在0.01mm到0.5mm之间。
三、影响凸模与凹模配合间隙的因素凸模与凹模的配合间隙受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 工艺要求：不同的工艺对凸模与凹模的配合间隙有不同的要求。
比如，冲压工艺要求凸模与凹模的配合间隙较小，以保证产品的尺寸精度；而注塑工艺则要求凸模与凹模的配合间隙较大，以便顺利注塑。
2. 材料特性：材料的热胀冷缩性质对凸模与凹模的配合间隙有一定的影响。
对于热胀冷缩性较大的材料，应适当增大凸模与凹模的配合间隙，以免在温度变化时产生过大的应力。
3. 产品要求：不同的产品对凸模与凹模的配合间隙有不同的要求。
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。
2.凸模与凹模配作法
2．凸模与凹模配作法采用凸、凹模分开加工法时，为了保证凸、凹模间一定的间隙值，必须严格限制冲模制造公差，因此，造成冲模制造困难。
对于冲制薄材料（因Zmax与Zmin的差值很小）的冲模，或冲制复杂形状工件的冲模，或单件生产的冲模，常常采用凸模与凹模配作的加工方法。
配作法就是先按设计尺寸制出一个基准件（凸模或凹模），然后根据基准件的实际尺寸再按最小合理间隙配制另一件。
这种加工方法的特点是模具的间隙由配制保证，工艺比较简单，不必校核+ ≤ 的条件，并且还可放大基准件的制造公差，使制造容易。
设计时，基准件的刃口尺寸及制造公差应详细标注，而配作件上只标注公称尺寸，不注公差，但在图纸上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模实际刃口尺寸配制，保证最小双面合理间隙值Zmin”。
采用配作法，计算凸模或凹模刃口尺寸，首先是根据凸模或凹模磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大，变小还是不变这三种情况，然后分别按不同的公式计算。
(1）凸模或凹模磨损后会增大的尺寸——第一类尺寸A落料凹模或冲孔凸模磨损后将会增大的尺寸，相当于简单形状的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的确定方法与公式（2.4.1）相同第一类尺寸：(2）凸模或凹模磨损后会减小的尺寸——第二类尺寸B；冲孔凸模或落料凹模磨损后将会减小的尺寸，相当于简单形状的冲孔凸模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的确定方法与公式（2.4.3）相同。
第二类尺寸：(3）凸模或凹模磨损后会基本不变的尺寸——第三类尺寸C；凸模或凹模在磨损后基本不变的尺寸，不必考虑磨损的影响，相当于简单形状的孔心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的确定方法与公式（2.4.5）计算。
第三类尺寸：号钢。
试计算冲裁件的凸模、凹模刃口尺寸及制造公差。
解：该冲裁件属落料件，选凹模为设计基准件，只需要计算落料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙要求配作。
由表2.3.3查得：。
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。
冲裁工艺与模具设计概述
a
图1 冲裁时作用于板料上的力 1—凹模；2—板料；3—凸模
3.冲裁时板料的变形过程
冲裁变形过程可分为三个阶段： 第一阶段：弹性变形阶段。在这一阶段中，若板料内部的应力没有超过弹性极限时， 当凸模卸载后，板料立即恢复原状。 第二阶段：塑性变形阶段。凸模继续压人，压力增加，材料内的应力达到屈服点，产 生塑性变形。 第三阶段：断裂分离阶段。凸模继续压入材料，先后在凹、凸模刃口侧面产生裂纹， 裂纹产生后沿最大切应力方向向材料内层发展，当裂纹相遇重合时，材料便被切断分 离。
刃口尺寸及其制造公差来保证。 在确定刃口尺寸及制造公差时应遵循的原则：
1）落料件尺寸取决于凹模刃口尺寸，冲孔件尺寸取决于凸模刃口尺寸。 在计算落 料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；在计算冲孔模时，以凸模为基准，间隙 取在凹模上。 2）根据磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取制件尺寸公差范围内的较小 尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取制件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。冲 裁间隙一般采用最小合理间隙值。 3）确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。制造公差太小，会增加模 具的成本和制造难度；公差太大，会降低模具的使用寿命
表1 冲裁件的精度
（c）冲裁间隙 间隙过大，材料的拉伸作用变大
图5 材料的回弹理论
（3）形状误差
冲裁件的形状误差是指翘曲、扭曲、变形等缺陷。
冲裁件呈曲面不平现象称为翘曲。 主要由间隙过大、弯矩增大、变形拉伸和弯曲成分增多而造成的，此外 材料的各向异性和卷材未矫正 也会产生翘曲。 冲裁件呈扭歪现象称为扭曲。 是由于材料不平、间隙不均匀、凹模后角对材料摩擦不均匀等造成的。
凸模长度的确定 在满足使用要求的前提下，凸模尽量减短。采用固定卸料板的冲裁模凸模
型腔结构
配合面：Ra0.8μ m 凹模表面处理：表面镀铬、抛光 凹模加工：模套与模块锥面配合严密处配制加工
14
§3.3成型零件的设计与制造
三、凹模的装配
15
§3.3成型零件的设计与制造
三、凹模的装配
16
瓣合式凹模 结构特点：两瓣对拼镶块+定位销+模套（哈夫模half） 适用范围：侧壁带凸凹形状的塑件。 按瓣的组合形式分为：圆锥形组合式凹模
矩形组合式凹模
动画一 动画二 动画三 动画四
13
§3.3成型零件的设计与制造
二、凹模的技术要求
凹模材料：T8，T10A，CrWMn，9Mn2V，20钢，40Cr
§3.3成型零件的设计与制造
一、凹模结构设计
四壁相拼结构 优点：便于加工、利于淬透、减少热处理变形、节省模具钢材。 适用范围：形状复杂或大型凹模。
11
§3.3成型零件的设计与制造
一、凹模结构设计
瓣合式凹模 凹模由两瓣或多瓣组合而成，成型时瓣合，开模时瓣开。
12
§3.3成型零件的设计与制造
一、凹模结构设构特点：强度刚度较差，底部易造成飞边（注意结构设计， 防止飞边产生）。 适用范围：形状复杂或较 大的型腔
9
§3.3成型零件的设计与制造
一、凹模结构设计
四壁相拼结构 凹模四壁和底部都做成拼块，分别加工研磨后压入模套中， 侧壁间用锁扣连接。
10
一、凹模结构设计
1.凹模的结构形式
凹模的结构随着塑件形状、成型需求、模具加工装 配等工艺要求而变化，有以下几种形式：
整体式凹模
整体嵌入式凹模
局部镶嵌式凹模
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
凸模与凹模的结构设计
凸模和凹模是一种常见的结构设计，在制造过程中起到了重要的作用。
本文将从凸模和凹模的定义、使用场景、设计原则和常见问题等方面进行
探讨，共计1200字以上。
一、凸模与凹模的定义
凸模是一种具有凸起结构的模具，用于在制造过程中成形凹陷或控制
形变。
凹模则是一种具有凹进结构的模具，用于制造造成凸起或控制形变。
凸模和凹模是通过模切或冲压等方法对金属、塑料等材料进行成形的重要
工具。
二、凸模与凹模的使用场景
凸模和凹模广泛应用于各种行业，如汽车制造、航空航天、电子设备、家电等。
在汽车制造过程中，凸模可用于车身、发动机、底盘等零部件的
成型；凹模则可用于制作车身外壳、细节零件等。
在电子设备制造中，凸
模可用于冲压电路板、塑料外壳等；凹模则可用于塑料外壳成型。
凸模和
凹模的应用范围非常广泛，适用于各种材料的成型。
三、凸模与凹模的设计原则
1.基于产品要求：模具的设计应基于产品要求，包括材料选择、尺寸
要求、成型方式等。
凸模和凹模的设计应满足产品的形状、尺寸、质量要求。
2.结构合理：凸模和凹模的结构设计应具备合理性，包括凸模凹模的
接触方式、固定方式、导向方式等。
模具应具有稳定性、刚度和刚性等特点，以确保成型的精度和质量。
3.使用寿命：凸模和凹模的设计应考虑到使用寿命，选择合适的材料
和加工工艺，以延长模具的使用寿命。
同时，设计时应注意凸模和凹模的
易损部位，采取合适的保护措施。
4.可制造性：凸模和凹模的设计应具备可制造性，即要考虑到加工、
装配和维护的便捷性。
设计时应充分考虑到制造成本和制造难度，以提高
生产效率。
四、凸模与凹模的常见问题
1.磨损：凸模和凹模在使用过程中会因摩擦而磨损，导致模具失效。
解决方法可以是采用更耐磨的材料、表面处理等。
2.热变形：在高温条件下，凸模和凹模可能发生热变形，导致尺寸偏差。
解决方法可以是采用耐热材料、增加冷却系统等。
3.排气不畅：在成型过程中，凸模和凹模可能会困住气体，影响成型
质量。
解决方法可以是增加通气孔、改进冲压方式等。
4.碰撞或卡塞：在使用过程中，凸模和凹模可能会发生碰撞或卡塞现象，导致模具损坏或工件不合格。
解决方法可以是优化模具结构、改进操
作方式等。
综上所述，凸模和凹模在制造过程中发挥着重要的作用，其设计需要
根据产品要求、结构合理、使用寿命和可制造性等多个因素进行综合考虑。
同时，还需要注意解决常见问题，确保模具的精度和质量。
希望本文能够
对凸模和凹模的结构设计有一定的了解和启示。