23 模具主要零部件的结构设计

南阳理工学院2.3模具主要零部件的结构设计南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化从结构上分：①整体式②镶拼式从形状上分：①圆形②非圆形凸模结构形式1.凸模结构南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化凸模结构形式圆形凸模结构形式a.特小型凸模：b.小型凸模：适于冲制Ф≤2的工件适于冲制2＜Ф＜5的工件南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化d.大型凸模c.中型凸模：适于冲制5≤Ф＜30的工件适用于冲制较大的工件e.快换凸模南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化非圆形凸模结构形式a.台阶式b.直通式镶拼式整体式南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化凸模固定方法台阶式固定法南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化分析结构工艺合理性南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化挂销固定法螺钉及销钉固定法南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化螺钉固定法铆接式固定法浇注粘接式固定法南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化凸模尺寸计算刃口尺寸计算凸模长度尺寸计算a.弹性卸料机构L=h1+A+h2+t+1南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化b.刚性卸料机构L=h1+A+h2+h3A：刃口修模量；凸模进入凹模深度；安全值；经验取值10～20南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化凸模固定部分尺寸确定D=d+0.5～1取整D1=D+5L1=h1-过渡R-0.5～1h=5～10粗糙度、形位公差南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化凸模强度校核压应力的校核]/[4min压td]/[min压Pf南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化凸模强度校核弯曲应力的校核pdL2max95PIL425max无导向装置的圆形凸模无导向装置的非圆形凸模南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化凸模强度校核弯曲应力的校核pdL2max270PIL1200max带导向装置的圆形凸模带导向装置的非圆形凸模南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化凸模材料选材：冷作模具钢寿命要求不高：T8A、T10A、CrWMn形状复杂、寿命要求较高：Cr12、Cr12MoV。热处理要求58～62HRC南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化凸模技术要求按JB/T8057.1—1995选取标准尺寸a.凸模尾部端面与凸模固定板装后磨平。b.保持刃口锋利，不得倒钝。c.刃口部位粗糙度Ra=0.8～0.4μm。d.小直径凸模刃口端面不允许打中心孔。南阳理工学院2.3.1凸模的结构设计与标准化实例技术要求1.φ10.2与序号6凹模实际尺寸配作，保证双面间隙0.2；2.φ11与凸模固定板紧配，过盈量0.01mm；3.热处理58～62HRC4.装后磨平上端面。南阳理工学院2.3.2凹模的结构设计与标准化凹模结构形式整体式优点：结构简单，强度好，制造精度高。缺点：非工作部分也用模具钢制造，制造成本较高。适用范围：中小型及尺寸精度要求高的制件。凹模结构南阳理工学院2.3.2凹模的结构设计与标准化组合式优点：只有工作部分采用模具钢制造，制造成本低，维修方便。缺点：结构稍复杂，制造精度比整体式有所降低。适用范围：大中型及精度要求不太高的制件。南阳理工学院镶拼式优点：加工方便，降低复杂模具加工难度，易损部分易更换，维修费用低。缺点：精度低，装配要求高。适用范围：窄壁制件，形状复杂、大型制件。2.3.2凹模的结构设计与标准化南阳理工学院凹模刃口形式直筒式优点：加工方便；刃口强度高；刃口有修磨量，质量稳定。缺点：冲落制件或废料不易排除，其聚集易引起凹模胀裂适用范围：适用于冲裁形状复杂或精度要求高的制件。2.3.2凹模的结构设计与标准化南阳理工学院图a所示形式使用较为广泛。①单工序冲裁模，都是向下出料，可使用图a、图b所示的形式。②连续冲裁模向下出料（废料和制件），可选用图a、b所示形式。③复合冲裁模中，使用推件装置时，常选用图a、图c所示的形式。④在使用图a、图b所示的形式时，凹模下方的非刃口部位，应进行形状简化设计。如下图所示：应用举例：2.3.2凹模的结构设计与标准化南阳理工学院锥形优点：冲落工件或废料易于排出，凸模对凹模孔壁磨擦及压力小适用范围：适用于形状简单、精度要求不高的薄壁或非金属材料的制件。缺点：刃口为锐角，强度差，修磨后尺寸增大，冲裁间隙增大2.3.2凹模的结构设计与标准化南阳理工学院凸台式适用范围：冲裁间隙很小，冲裁厚度在0.3mm以下的工件。凹模淬火硬度较低：HRC35～402.3.2凹模的结构设计与标准化南阳理工学院凹模固定方法2.3.2凹模的结构设计与标准化南阳理工学院凹模尺寸计算凹模厚度H=Kb（≥8）b——最大孔口尺寸；k——厚度修整系数。b料厚t≤11～3＞3≤5050～100100～200＞2000.30～0.400.20～0.300.15～0.200.10～0.150.35～0.450.22～0.350.18～0.220.12～0.180.45～0.600.30～0.450.22～0.300.15～0.222.3.2凹模的结构设计与标准化南阳理工学院凹模尺寸计算凹模壁厚大型：c=（2～3）H≥30小型：c=（1.5～2）H≥302.3.2凹模的结构设计与标准化南阳理工学院凹模尺寸计算凹模刃壁高度冲件料厚t≤3：h0=3；冲件料厚t＞3：h0=t。凹模外形尺寸A=a+2c；取整B=b+2c取整2.3.2凹模的结构设计与标准化南阳理工学院凹模的连接与定位连接：定位：销钉GB119-88数量：2个内六方螺钉GB70-852.3.2凹模的结构设计与标准化南阳理工学院凹模材料选材：冷作模具钢寿命要求不高：T8A、T10A、CrWMn形状复杂、寿命要求较高：Cr12、Cr12MoV。热处理要求：硬度比凸模略高60～64HRC2.3.2凹模的结构设计与标准化南阳理工学院凹模技术要求按GB2870－81《冷冲模零件的技术条件》执行。a.保持刃口锋利，不得倒钝、倒锥。b.刃口部位粗糙度Ra=0.8～0.4μm。2.3.2凹模的结构设计与标准化南阳理工学院实例技术要求1.2Xφ2.1与序号8凸模1刃口实际尺寸配作，保证双面间隙0.2；2.24X3与序号9凸模2刃口实际尺寸配作，保证双面间隙0.2;3.12X4与序号10凸模3刃口实际尺寸配作，保证双面间隙0.2；4.热处理60～62HRC2.3.2凹模的结构设计与标准化南阳理工学院2.3.3凸凹模外形参考凸模结构设计内形参考凹模结构设计凸凹模最小壁厚m(1)不积聚废料：冲裁硬材料：m≥1.5t冲裁软材料：m≥t积聚废料时以上数值加大。不满足时，不能采用复合模凸凹模设计南阳理工学院2.3.3凸凹模（2）经验数值以上都不满足时，不能采用复合模！南阳理工学院2.3.3凸凹模外形固定部位增加壁厚，但要考虑加工工艺性。增强凸凹模强度方法：南阳理工学院2.3.3凸凹模实例技术要求1.φ7.1与序号8凸模1刃口实际尺寸配作，保证双面间隙0.2；2.φ4.06与序号10凸模2刃口实际尺寸配作，保证双面间隙0.2；3.外形刃口与序号15凹模实际实际尺寸配作，保证双面间隙0.2；4.热处理60～62HRC