不规则冲件凹模设计方案
各种冲压模具结构形式与设计
各种冲压模具结构形式与设计普通冲模的结构形式与设计凹模结构尺寸1.凹模厚度H和壁厚C 凹模厚度H可按下式计算：式中 F——最大冲裁力（N）。
但H必须大于10mm，如果冲裁轮廓长度大于51mm，则上式计算值再乘以系数1.1～1.4。
凹模壁厚按下式确定：C=（1.5～2）H （mm）2.凹模刃口间最小壁厚一般可参照表1。
表1 凹模刃口间最小壁厚（mm）常用凸模形式冲裁凹模的刃壁形式凹模和凸模的镶拼结构主要用于大型冲模和刃口形状复杂以及个别部分容易损坏的小型冲模。
镶块的分块要点如表1。
表1 镶块的分块要点对于中、小型镶拼模，镶块的固定可采用框套螺钉固定法，圆形镶拼模可采用框套热压法。
对于大中型镶块的分段固定法如表2。
表2 大、中型镶块的分段固定法常见的凸模固定形式冲裁模的结构形式与设计落料模落料模是沿封闭的轮廓将制件或工序件与板料分离的冲模。
图1所示为冲制锁垫的落料模。
该模具有导柱、导套导向，因而凸、凹模的定位精度及工作时的导向性都较好。
导套内孔与导柱的配合要求为H6/h5。
凸模断面细弱，为了增加强度和刚度，凸模上部放大。
凸模与固定板紧配合，上端带台肩，以防拉下。
凹模刃壁带有斜度，冲件不易滞留在刃孔内，同时减轻对刃壁的磨损，一次刃磨量较小。
刃口尺寸随刃磨变化。
凹模刃口的尺寸决定了落料尺寸。
凸模和凹模间有刃口间隙。
图1 落料模1-模柄 2-垫板 3-凸模固定板 4-凸模 5-卸料板6-定位销 7-凹模 8-导柱 9-导套在条料进给方向及其侧面，装有定位销，在条料进给时确定冲裁位置。
工件从凹模的落料孔中排出，条料由卸料板卸下，这种无导向弹压卸料板广泛用于薄材料和零件要求平整的落料、冲孔、复合模等模具上的卸料，弹压元件可用弹簧或硬橡胶板，卸料效果好，操作方便。
冲孔模冲孔模是在落料板材或成形冲件上，沿封闭的轮廓分离出废料得到带孔制件的冲模。
1.冲单孔的冲孔模其结构大致与落料模相同。
冲孔模的凸模、凹模类似于落料模。
大型异形件冲凹模设计
大 型 异 形 件 冲 模 凹模 设 计
王 锐
（ 纬 机 械 （ 团 ） 有 限公 司 ， 山 西 晋 中 经 集 ００ ０） ３ ６ １
摘 要 ： 述 了镶 拼 式 组 合 凹 模 的 冲 模 结 构 特 点 ， 重 介 绍 了组 合 凹模 的 设 计 要 求 ， 过 实 例 ， 析 了 冲 模 分 块 阐 着 通 分
角 与模 具 寿 命 （ 生裂 纹 ）有 一定 关 系 ，见 图 ２ 产 。图 ２ 中 ，Ⅳ 为模 具 寿 命 ，，为 尖 角 半 径 ， 为 材 料 厚 度 。 ．
Ａ 次 ／
图 ２ ｔｒ值 与 模 具 寿 命 关 系 曲 线 ／
１ 凹模 套 Ｉ ， ３ ， ５ ６凹 模 镶 块 一 ２ ，４ ， －
作 者 简 介 ：王 锐
（９４） １ ７ 一 ，女 ， 山西 人 ， 助 工 ，１ ９ 年 毕 业 于 太 原 重 型 机 械 学 院 ，本 科 。 ９６
维普资讯
・５ ・ ４
山 西 机 械
２０ ０ ２年 第 ３期
圆形 、直 线 形 等 简 易 形 状 ；② 每 一镶 块 都 必 须 具 有 良 好 的工 艺 性 ，以 便 于 机 械 加工 和 热 处 理 。例 如 尖 角 处
Ｌ ０ Ｌ ０
／
少 许 ，使 其 恢 复 正 常 间 隙 ，提 高 了模 具 的使 用 寿 命 。
２ 凹模 设 计
ｌ
ｆ
¨
２ １ 凹模 镶 块 ．
镶 拼 式 组 合 凹模 见 图 ３ ，这 种 镶 块 有 效 地 避 免 了
围 １ 零 件 围
尖 角 处 应 力 集 中 ，整 块 模 块 传 到 模 套 上 的力 不 作 用 在 转 角 处 ，在 凹模 上 不 会 形 成 局 部 应 力 集 中。
凹型弯曲件的冲压工艺及模具设计1
3.2
弯曲模工作部分尺寸的设计
由方案三可知,所设计的复合模整个工作原理可分为两部分: U 型弯曲和在 U 型弯曲基础上的 型弯曲。 归根到底,其设计为 U 型弯曲种类,所以,其设计可按 U 型件设计方法设计
年创造产值约合 1 万美元， 国外模具工业发达国家大多是 15～20 万美元， 有的高 达 25～30 万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管 理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低．虽然国内许多企 业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是 设备数控化率和 CAD/CAM 应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原 因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题 长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。 第四，专业化、标准化、商品化的程度低、协作差． 由于长期以来受 “大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平 低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只 占 45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模 具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖 率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。 第五，模具材料及模具相关技术落后．模具材料性能、质量和品种往往会影 响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种 规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。
7）模具研磨抛光将自动化、智能化； 8）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程； 9）开发新的成形工艺和模具。
二、
冲模的设计步骤(精)
2.5 冲模的设计步骤以及实例
一、设计步骤
一般分为冲裁工艺设计和冲裁模具设计
1.分析冲裁件的工艺性
①结构与尺寸
②精度ITXX是采用普通冲裁模，还是采用精密冲裁模
③材料查明抗剪强度，延伸率，并判断高低与好坏
通过冲裁件的工艺分析，确定零件能否进行冲裁，并明确在冲裁工艺以及模具设计中主要解决的难点所在
2.确定冲裁工艺方案
在工艺性分析的基础上，根据冲裁件的特点和要求确定合理的冲裁工艺方案。
工艺方案是指冲裁件所采用的工序性质、工序数量、工序以及工序的组合方式，是设计制造模具和指导冲压生产的依据。
①工序性质与数量的确定
②工序顺序的确定（减少定位误差，保证尺寸精度）
③工序组合方式的确定
工序是否组合以及组合的方式与冲压件生产批量，尺寸大
小。
精度要求以及模具结构，强度、加工以及操作等因素。
先拟定几种不同的工艺方案，后做全面的分析与研究，并确定最终的冲裁工艺方案。
3.确定模具总体结构方案
①模具类型
②操作与定位方式
③卸料与出件方式
④模架类型以及精度
4.进行有关工艺设计计算
①排样设计与计算
②设计冲压力与压力中心，初选压力机
③设计凸凹模刃口尺寸
5.设计选用模具零部件，绘制模具总装草图
①确定凸凹模结构形式，计算凹模轮廓以及凸模结构尺寸
②选择定位零件
③设计、选用卸料与出件零件
④选模架，并确定其他模具零件的结构尺寸或标准规格
⑤绘制模具总装草图
6.绘制模具总装图和零件
①总装图
②主视图、俯视图、辅助视图、冲件图、排样图、技术要
求、明细表
③模具零件图
非标的零件图。
冲裁模具设计步骤
冲裁模具设计步骤第一步工作：对所设计模具之产品进行可行性分析，以电脑机箱为例，首先将各组件产品图纸利用设计软件进行组合分析（套图），确保各产品图纸的正确性，另一方面可以熟悉各组件在整个机箱中的重要性，以确定重点尺寸，这样在模具设计中很有好处。
第二步：对产品进行分析采用什么样的模具结构，并对产品进行排工序，确定各工序冲工内容，并利用设计软件进行产品展开，在产品展开时一般从后向前展开，例如一产品需要量五个工序，则从加工成品开始展开，一直向前四工序、三工序、二工序、一工序，并展开一个图形后复制一份再进行前一工序的展开。
注意，这一步很重要，同时要细心。
第三步：依产品展开图进行备料，在图纸中确定模板尺寸，包括各固定板、卸料板、凸凹模、镶件等。
注意：如果直接在产品展开图中进行备料并加入定位销钉、导柱、螺丝孔的位置。
可以大大的提高设计效益。
如果进行手工计算效率太低。
第四步：模具图的绘制，在备料图纸中再制一份出来，进行各组件的绘制，并且加入线切割的穿丝孔，在成型模中，上下模的成型间隙，一定不能忘记。
尺寸的标注也是一个非常重要的工作。
第五步：校对设计实例 1冲裁、弯曲、拉深及成形是冷冲压的基本工序，下面以常见的冲裁件、弯曲件及拉深件为例介绍冲裁、弯曲及拉深的冲压工艺分析、工艺方案拟订、工艺计算及模具设计。
零件简图：如图3-1所示．名称：垫圈生产批量：大批量材料：Q235钢材料厚度：2mm要求设计此工件的冲裁模。
图3-1一.冲压件工艺分析该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的。
根据冲模手册表2-10、2-11查得，冲裁件内外所能达到的经济精度为IT14，孔中心与边缘距离尺寸公差为±0.1mm．将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证．其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料模进行加工。
《冷冲模工艺与设计》课件——课题十一：冲裁模具工作零件的结构——凹模的结构形式和凸凹模的结构
课题十一：冲裁模具工作零件的结构—— 凹模的结构形式和凸凹模的结构
知识目标： 1、掌握冲裁模工作零件的凹模、凸凹模结构形式。
能力目标： 1、能够对几种凹模、凸凹模结构形式有很好的认识。
2.4.3 凹模的结构形式 1、凹模的外形结构 凹模零件图如图2-22所示。凹 模是所有模板设计的基础，其他 模板（如凸模固定板、模座等） 的外形尺寸主要根据凹模外形尺 寸设计。凹模板的主要结构要素 包括凹模洞口、与下模座连接和 定位的螺钉孔和销钉孔，以及定 位零件的安装孔等。
图2-24 凹模洞口结构
3、与下模座连接和定位的螺钉孔和销钉孔 在布置凹模与下模连接螺钉孔时，可以将连接螺纹布置在凹模上，也可
将连接螺纹布置在下模座上，但最好将螺纹布置在下模座上，凹模上布置阶 梯沉孔，如图2-22所示。因为凹模制造时需要热处理，凹模零件结构图
凹模外形结构有整体式、镶拼式、镶嵌式三种。若模具工 位少，刃口少，则可以采用如图2-22所示的整体式。若凹模刃 口形状复杂，有较小的狭槽、细长的悬臂等易损结构，则最好 采用如图2-23（a）所示的镶拼结构。若工位多，个别凹模刃 口更换频繁，则最好采用如图2-23（b）所示的镶嵌方式。
凹模上的销钉孔应尽量与螺钉过孔布置在同一条直线上，美观，孔布置 不凌乱。一般布置两个，应尽量斜对角布置。
4、定位零件的安装孔 定位零件的安装孔主要与定位零件的尺寸有关，应尽量离凹模洞口远点，
以免影响凹模刃口强度。
2.4.4 凸凹模结构特点 在复合冲裁模中，由于内外缘之间的
壁厚是决定于冲裁件的孔边距，所以当冲 裁件孔边距较小时必须考虑凸凹模强度。 为保证凸凹模强度，其壁厚不应小于允许 的最小值。如果小于允许的最小值，就不 宜采用复合模进行冲裁。
不规则壳体制件的模具设计
・２ １・
・
冲 模
技 术
・
／
／
厂
的］ 二 艺 措施 后 ， 该 制 件可 通 过 一 次落 料 拉伸 成 形 。
３ 工艺计算
３ ． １ 冲裁 力 的计算
／ ／ ／ 。 。
一
冲裁力Ｆ （ Ｎ） 可 由下 公 式计 算 ：
， ｈ ＝Ｋ Ｌｔ ｒ
３ 中问部分毛坯展开轮廓
将 该制件横截 面近似看为矩形 、 椭 圆形 ， 拉 伸力
可 由下 式计 算 ：
Ｆ ＝ ０． ５ －０． ８ Ｌｔ ｏ － ＾
的经济利用率 ， 还会影 响到模具结构 、 生产率 、 制件质 量、 生产操作方便 与安全等。根据参考文献［ １ 】 中排样 的原则 ， 考虑 到本制 件结构 的特殊性 ， 确定制件排样
得毛坯形状及尺寸如图４ 所示 。 由于该制件为不规则壳体 ， 难 以精确计算毛坯尺 坯尺寸 ，
①未注内圆角Ｒ ０ ． ５ ； ②允许局部裂纹 ， 按标 准件接收
（ ｂ ）
ａ 一
图 １ 制件图 制件二维图 ｂ ——制件三维 图
图 ２ 截面选取 图
《 模 具 制造＞ ＞ ２ ０ １ ４ 年第６ 期
所以， Ｆ １ ． ３ ｘ ２ １ ０ ｘ ０ ． ２ ５ ｘ ６ ０ ０ ＝ ４ ０ ， ９ ５ ０ Ｎ ４ ｌ ｋ Ｎ
罔 ４ 毛 坯 最 终 形 状 及 尺 寸 图
３ ． ２ 拉伸 力的计 算
（ １ ） 拉 伸力 的计算 。
（ ２ ） 毛坯 排 样 图 的确 定 。 排样 Ｔ作 非 常 重要 。排 样 的合 理性 ， 影 响 到 材料
ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ｓ ｔ ａ ｍｐ ｉ ｎｇ ｄ ｉ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｗｏ ｒ ｋｉ ｎ ｇ ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｄ ｉ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ ：ｉ ｒ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｒ ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ； ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ； ｄｉ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ
冲压模具设计方案
冲压模具设计方案引言冲压模具是用于冲压加工的工具，它可以将金属板料按照预定的形状和尺寸进行加工，广泛应用于汽车、电子、家电等制造业。
本文将针对冲压模具设计方案进行详细介绍。
模具设计的基本原则1. 性能要求冲压模具设计时需要根据具体的加工对象和产品性能要求来确定模具的材质、硬度和耐磨性等。
2. 结构合理冲压模具的结构应设计合理，易于加工和调试，并且具备足够的刚性和稳定性，以确保加工精度和生产效率。
3. 操作简便冲压模具的调试和维护应简单方便，能够降低操作者的劳动强度，提高生产效率。
4. 耐久性冲压模具在长时间运行中需要经受各种各样的载荷和冲击，因此需要具备良好的耐久性和可靠性。
5. 经济性冲压模具的设计应尽量减少材料的浪费，并且考虑到模具的制造成本和使用寿命，以维持良好的经济效益。
冲压模具设计的步骤1. 确定加工对象首先需要明确所要加工的产品的形状和尺寸要求，以及所需加工的材料种类和厚度等。
2. 制定设计方案根据加工对象的要求，进行模具结构的设计，包括上模、下模、引导柱、导向装置、顶针等的位置和尺寸等。
3. 进行模具设计计算根据设计方案，进行力学分析，计算各个部件所需的尺寸、材质、硬度等。
同时还需要进行模具在工作中可能遇到的载荷和应力的计算。
4. 绘制图纸根据计算结果，绘制出冲压模具的详细图纸，并标注相应的尺寸、公差和加工要求等。
5. 制造和组装模具根据图纸的要求，制造和组装模具，包括加工模具零部件、组装模具、进行调试和试验等。
6. 进行模具调试完成模具的制造和组装后，需要进行调试和试验，以确保模具的正常运行和加工的质量。
7. 模具维护与维修冲压模具在使用过程中需要进行定期的维护和维修，包括清洁、润滑、更换磨损部件等。
结论冲压模具设计是一个复杂而关键的工作，它直接关系到产品质量和生产效率。
在设计过程中，需要考虑性能要求、结构合理、操作简便、耐久性和经济性等方面的因素。
通过遵循设计步骤，合理制定方案，绘制详细图纸，并进行模具调试和维护，可以设计出高质量的冲压模具，提高生产效率，降低生产成本。
- 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)。
不规则冲件凹模设计-经济
不规则冲件凹模设计
王文景
摘 要：通过对不规则冲裁件冲裁工艺的分析，提出了采用整体式凹模成型时
存在的问题。阐述了采用镶拼式组合凹摸的冲裁结构及其特点，着重分析了镶
拼式组合凹模的设计要求，从而保证了精度、降低了成本、提高了效率。
关键词 ：不规则冲件 凹模结构 镶拼式 使用性能
引言
随着成型制件的质量要求越来越高，数量越来越多，形状也各异。要想获得高
质量的制件，这就对模具设计的要求大幅提高。下面结合多方面的资料，对不
规则零件的冲裁所采用的凹模设计问题进行了分析，并对其解决方法进行探
讨。
1、零件工艺性分析
如图1某产品中有一种不规则的零件，材料为50钢，厚度为2mm。因零件
生产批量大，几何形状较为复杂，要求使用冲裁加工。
该冲裁件形状较为复杂，且局部结构比较薄弱，要对该零件进行冲裁加工，对
凸、凹模的形状设计要求精度高，尤其是该零件尖角处较多，若凹模受力状况
不好，冲裁时，在凹模的尖角处易形成应力集中，则凹模易在尖角处产生裂
纹、或胀裂。无法满足冲裁件的正常生产。所以要冲出合格的冲裁件，凹模的
选择非常重要，即凹模设计的结构要合理、性能要可靠，且具有一定的使用寿
命，同时也要考虑到凹模制造的经济性。
2、凹模的设计
2.1 凹模的选择
零件由于形状复杂，对凹模的选择非常重要，若采用的凹模设计为整体式，因
其制造简单，但在使用时，若局部出现损坏或磨损时，可能造成整个凹摸报
废，就得更换。当更换一次，其定位基准及间隙就变动一次，使所得的冲裁件
质量变坏，同时，工作部分与非工作部分全部由较优质的钢材制造，从经济观
点考虑是比较浪费的。由于冲裁凹模在热处理过程中，会引起变形失去尺寸精
度和形状精度。特别是尖角部分在热处理时产生了变形，冲裁时就会因为应力
集中而易于开裂。所以在冲裁第一个零件凹模就可能会产生裂纹，根本无法满
足冲裁出合格的零件和对模具使用寿命的要求。
2.2 凹模镶块
镶拼块之间的结构可靠，不应有任何滑动，且这种镶块有效的避免了尖角处的
应力集中，整块模块传到凹模套上的力不作用在转角处，在凹模套上不会形成
应力集中。
2.3 凹模镶块结构
凹模镶块结构根据本冲裁件的形状，厚度和精度来确定，采用直筒式凹模刃
口。是因为此刃口强度较好并且刃口的尺寸和间隙不因修磨刃口而随之增大，
故所冲压工件的质量一直是比较平稳的。设计时直筒刃口部分高度h可根据冲
压材料厚度来确定，其直可按下表选取。如图2所示，镶块刃口高度取为
10mm，该高度是材料厚度的5倍。为提高刃口再磨性，镶块与凹摸套结合处
为1°30′的斜面，以便模具装配时压紧镶块，保证凸凹模间的间隙，确保冲裁
质量。
2.4 凹模结构
凹模的结构如图2所示：
凹模由凹模镶块与凹模套组成。因为凹模是冲压模中的主要工作零件，在冲压
过程中，它不但承受冲击载荷，而且在工作刃口以及工作表面，由于冲击会产
生强烈的应力集中。因此对材料的要求具有较高的硬度和耐磨性，并且还要有
足够的韧性。因此根据制件材料性能的不同，取镶块的材料为Cr12MoV，它
具有硬度高耐磨性能好的特点，并采用全拼块组合结构，且互换性能强，维修
方便。热处理淬火硬度为60～62HRC。凹模套作为一个单独的模具零件，才
用这种固定方法的圈框与镶拼凹模之间的配合应给予一定的过盈量以保证拼合
质量。
3、结束语
在不规则零件冲裁中镶拼式凹模的使用寿命是整体式凹模的使用寿命的数十
倍，尤其当整体式凹模热处理不当，在尖角处存在残余应力时，组合式凹模的
使用寿命是整体式凹模使用寿命的百倍。如果镶拼式凹模结合面加工精度较
高，凹模套经过锻造热处理得当的话，凹模的使用寿命可达百万件以上，可大
幅度降低冲裁加工成本，提高产品竞争力。
参考文献：
[1]杨玉英、崔令江.《实用冲压工艺及模具设计手册》.机械工业出版社.2004.
[2]郑家贤.《冲压模具设计使用手册》.机械工业出版社.2007.
[3]蒋启翔.《冲压模具设计制造难点与窍门》.机械工业出版社.2003.
（作者单位：盐城技师学院机械工程系 江苏盐城市 224002）