2.8 其它冲裁模

2. 2.8 其它冲裁模 由于有些零件生产批量较大或特小，有的形状特殊，因此生产上还采用下面 一些冲裁工艺及模具。 2.8.1硬质合金模具 • 用硬质合金制造凸模或凹模或凸模、凹模都用硬质合金制造的模具称为硬质合金模具。硬质合金模具寿命比一般钢质模具高几倍到几十倍。硬质合金常采用韧性较好的YG15、YG20 、YG30 等。 • 图2-75为一副硬质合金模具结构图。凸模与凹模均由硬质合金制成。

3. 2.8 其它冲裁模 1-活动模柄2-凸球面垫圈3-压板4-螺钉5-固定板6-凸模7-凸模 8-侧刃9-卸料螺钉10-卸料板11-导柱12-导料板13-凹模框14-衬套 15-凹模16-螺帽17-侧刃挡板18-侧压板19-滑块20-销柱21-弹簧22-销柱 图2-75硬质合金模具

4. 2.8 其它冲裁模 硬质合金模具的特点及设计时应注意的问题。 • 1、硬质合金承受弯曲载荷的能力较低，排样时应注意第一个侧刃的位置，防止出现冲切半个外形或半个孔，以免凸模单边受力。 • 2、搭边较一般冲裁大，并大于料厚。防止搭边过小冲裁时挤入凹模，损坏模具。 • 3、冲裁间隙应适当加大。 • 4、模架刚性要足够，模具上各零件应与高寿命的凹模相适应。凸模与凹模的后面应加加厚的垫板，并经淬火处理。 • 5、模架的导向精度和使用寿命要高，以便与高寿命的凹模相适应。常采用滚动导向模架和可换导柱，大型或复杂工件常用四根导柱。一般常用浮动式模柄，以克服压力机误差对导向精度的影响。

5. 2.8 其它冲裁模 • 6、凸模和凹模可用整块硬质合金制成，也可采用镶拼的形式，如图2-76所示。还可以采用粘接或焊接办法在钢质件上镶拼硬质合金。 图2-76硬质合金镶块固定的方法 • 7、如采用弹压卸料板卸料，则应防止卸料板撞击硬质合金凹模，使凹模受力不均匀而产生裂纹。为此，卸料板的台高度应比导料板高度—材料厚度的高度低0.05～0.01mm。

6. 2.8 其它冲裁模 • 2.8.2小孔冲裁模 冲制孔径小于料厚的孔属于小孔冲裁。小孔模具的主要问题是凸模断面尺寸小、刚性差、易折断。 现介绍几种防止凸模折断的措施。 1、增加凸模刚性。如图2-77中所示的凸模11。 2、准确地引导凸模运动，防止凸模受侧向力。在图2-78中，卸料板12用小导柱5导向，以防止卸料板运动时产生歪斜，将小凸模折断。

7. 2.8 其它冲裁模 3、采用凸模护套稳定凸模。 4、减小凸模整体长度。 5、其它措施。如适当增大凸模与凹模之间的间隙并保持间隙均用，采用活动模柄等。 1-凹模2-固定板3-卸料螺钉4-弹簧5-导柱6-导套7-凸模 8-垫块9-凸模10-固定板11-凸模12-卸料板图 图2-77 冲小孔时的凸模和卸料板

8. 2.9 提高冲件精度的办法 • 普通冲裁以后，工件的精度和断面质量不可能很高，有时不能满足使用要求，则可以采用下面一些措施来提高工件精度和断面质量。 • 2.9.1整修 • 整修工艺如图2-83所示。整修是利用整修模在冲裁件外缘或内孔刮去一层很薄的切屑，以除去在普通冲裁之后在断面上留下的塌角、毛刺和断裂带，从而得到精确的尺寸和垂直且光滑断面的工件。

9. 2.9 提高冲件精度的办法 整修工艺具有如下特点： 1、整修工艺是用切削的办法切去一小层金属，材料的回弹小、工件的公差等级可达IT7~IT9级，表面粗糙度Ra=0.4～0.8μm 2、整修的余量小，双面余量一般为0.1～0.4mm。 3、当工件料厚较大（t>3mm）或工件形状复杂，可采用多次整修办法逐步成形。每次整修余量应均匀。 4、采用整修工艺工件要经过多次加工才能成型，加工麻烦，生产率低。 图2-83 整修

10. 2.9 提高冲件精度的办法 2.9.2 挤光 • 挤光工艺如图2-84所示。把冲裁后的工件从略小于工件外形并带有圆角或锥度的凹模孔中压过去（图a），或将略大于工件孔径的挤光工具从工件孔中压过去（图b），使工件剪切面产生塑性变形，对不平处进行压光，减小表面粗糙度值。 • 挤光余量很小，仅0.04～0.06mm。挤光主要是减小表面粗糙度值，对精度提高不大。主要用于材料塑料好，精度要求不高的工件。 图2-84 挤光

11. 2.9 提高冲件精度的办法 • 2.9.3光洁冲裁 • 光洁冲裁又称为小间隙圆角刃口冲裁，如图2-85所示。光洁冲裁公差等级可达IT8-IT10级，剪切面的表面粗糙度Ra=0.4~1.6μm 。 • 落料：凸模刃口锋利，凹模刃口带有圆角或椭圆角。 • 冲孔：凹模刃口锋利，凸模带有圆角。

12. 2.9 提高冲件精度的办法 • 凹模与凸模间隙一般不大于0.01mm。有时甚至将间隙取为负值，即凸模比凹模大，间隙负值多少与工件形状有关。负间隙冲裁时凸模不能进入凹模，凸模运动的下止点比凹模顶面高0.1~0.2mm.。 • 光洁冲裁主要用于软金属如铝、铜等。 图2-85 光洁冲裁

13. 2.9 提高冲件精度的办法 2.9.4 精冲 • 精冲又称为齿圈压板精密冲裁。是一种高精度的冲裁方法。 • 精冲的方法和特点：图2-86 a）为用精冲方法进行落料的结构图。

14. 2.9 提高冲件精度的办法 a）精冲模 b）摩托车从动链轮 c）齿形结构图 图2-86 摩托车从动轮精冲模

15. 2.9 提高冲件精度的办法 精冲具有下面一些特点： • 1）精冲是在带有齿圈压板的压边力和推板的顶料力P3的作用下进行冲裁的。且压边力和顶料力均较大。 • 2）凹模刃口处略有圆角，R=0.05~0.1mm； • 3）凹模与凸模间间隙很小，约1% t。 如为冲孔件，则凸模带有圆角，压边圈上设有齿圈，冲大孔时可将齿圈开在顶杆上。

16. 2.9 提高冲件精度的办法 2. 精冲的效果： 1）工件剪切面质量好，光亮带的高度由一般冲裁的（1／3）t提高到（0.9~１）t 。剪切面的表面粗糙度可达Ra=0.4~3.2μm，。剪切面与底面垂直，误差不大于30′。 2）精冲工件的精度比一般冲裁高，公差等级可达IT7-IT8 级。 3）工件是在三向受压的状态下冲裁的，工件的平整性好，但在工件上会留下较大的塌角，另一面会产生细小的毛刺，如图2-86 c）所示。 4）精冲过程中塑性变形大，剪切面上冷作硬化严重，硬度、耐磨性和内应力增加。

17. 2.9 提高冲件精度的办法 3、精冲的工艺性： 1）材料的塑性，精冲的效果好。 2）材料的组织对精冲的影响大，钢料经球状退火后渗碳体呈球状，精冲效果好。 3）精冲零件的结构形状不允许有尖角存在。工件上的孔径、槽宽、槽长、壁厚等不能太小，其最小值可查有关资料。窄槽也不能太深。如用精冲的方法加工齿轮齿形，则齿轮的齿厚应大于60% t 。 4、精冲力：精冲时的冲裁力比一般冲裁时的冲裁力大30%~50%。齿圈压板的压力约为精冲力的20~40%。推杆的顶料力为精冲力的10~15%。 5、精冲模：常用的精冲模有两类。图2-87为固定凸模式精冲模。

18. 2.9 提高冲件精度的办法 1-柱塞2-固定板3-推杆4-推杆5-上模板6-垫板7-推杆8-卸料螺钉 9-中模板10-凸凹模11-齿形圈12-齿圈压板13-导柱14-凸凹模15-顶杆 16-垫板17-下模板18-顶杆19-垫板20-螺钉21-顶块22-柱塞 图2-87 固定凸模式精冲模

19. 2.9 提高冲件精度的办法 1-上模板2-上模座3-垫板4-柱塞5-打板6-推杆7-凸模8-固定板 9-垫板10-推板11-凹模12-齿圈压板13-导柱14-凸凹模15-顶杆16-垫板 17-下模板18-顶板19-垫块20-顶杆21-柱塞 图2-88 活动凸凹模式精冲模

20. 2.9 提高冲件精度的办法 • 精冲模凸模、凹模刃口尺寸计算公式与一般冲裁模刃口尺寸计算公式相同。可将式中精度等级系数x取为2/3 。 • 精冲模架有较高的要求：应具有高的导向精度、高强度和刚性，一般采用滚动导向模架。大型模具还采用四根导柱 • 6、精冲用的设备：精冲用的设备除应具有高的导向精度、刚性和大的吨位外，还有能产生三种互不干涉的压力，即进行冲裁的冲裁力、压紧齿圈压板的压边力和推杆的顶料力。三种压力的大小最好能调节。压力机滑块下滑的速度宜慢，并能调节下滑速度。准确控制行程长度和下止点的位置。因此精冲一般都在专用的精冲设备上进行。

21. 2.10 非金属材料冲裁 • 非金属材料的品种很多，其性能也各不相同，与金属材料相比，有些差别也很大。因此，应根据材料的不同性能，采用不同的冲裁工艺及冲模结构。 • 非金属材料的冲裁，通常方法有两种，即尖刃凸模冲裁和普通冲裁模冲裁。 • 2.10.1 尖刃凸模冲裁 • 图2-89为尖刃凸模的结构。工作时在冲床工作台上垫以硬质木板或软质有色金属板，再将被冲材料置于板料之上即可进行冲裁。

22. 2.10 非金属材料冲裁 图2-89 尖刃凸模冲裁

23. 尖刃凸模形式有如图2-90所示的三种，其角度α可查表2-14。尖刃凸模形式有如图2-90所示的三种，其角度α可查表2-14。 尖刃凸模主要用于纤维材料，弹性材料和热塑性塑料薄膜，如纸、纸板、皮革、毛毡、纤维布、橡胶、石棉板、聚乙烯、聚苯乙烯等，通常在室温下冲裁。

24. 2.10.2 普通冲裁模加推板冲裁 • 硬和脆的非金属材料，如云母、酚醛纸胶板、酚醛布胶板、环氧玻璃布胶板等材料，通常采用普通冲裁模冲裁。为了保证冲裁件的断面质量，应适当增加压边力和反顶力（推板）。减小模具间隙。对厚度大于1.5mm而形状复杂的纸胶板布胶板，在冲裁前还要预热到一定温度后再冲裁，以防剥落。 • 一般非金属材料冲裁后的弹性恢复都较大。确定凸凹模刃口尺寸时，都应该考虑到回弹量。具体值可参见设计手册。