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淺論幾種冷壓模具的結(jié)構(gòu)
摘要：本文簡(jiǎn)述了幾種冷沖壓模具的結(jié)構(gòu)，并通過分析、比較，說明了在何種情況下，選用什么樣的模具結(jié)構(gòu)形式，更合理、更實(shí)用。關(guān)鍵詞：冷卻壓模具，結(jié)構(gòu)
經(jīng)過多年冷沖壓模具的設(shè)計(jì)實(shí)踐使我深深體會(huì)到，設(shè)計(jì)的冷沖壓模具的結(jié)構(gòu)是否合理，是否好用，對(duì)能否生產(chǎn)出合格的工件，開發(fā)的新產(chǎn)品能否成功，是至關(guān)重要的。一套模具，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的不過幾十個(gè)零部件組成。但是，我們絕不能小看它。在剛開始設(shè)計(jì)時(shí)，是選何種模具結(jié)構(gòu)形式，是選正裝模具結(jié)構(gòu)（即凹模安裝在下模座上）呢？還是倒（反）裝模具結(jié)構(gòu)（即凸模安裝在下模座上）？是選單工序模具結(jié)構(gòu)呢？還是選復(fù)合模具結(jié)構(gòu)？這是擺在我們每個(gè)模具工作者面前的一個(gè)非常值得深入探討的話題，這里面是大有文章可做的。
1 何時(shí)選用正裝模具結(jié)構(gòu)（由于加精度要求不高，生產(chǎn)批量不大的工件，在很多生產(chǎn)企業(yè)都普遍存在。故只討論無導(dǎo)向裝置的單工序模）
1.1 正裝模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
正裝模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是凹模安裝在下模座上。故無論是工件的落料、沖孔，還是其它一些工序，工件或廢料能非常方便的落入沖床工作臺(tái)上的廢料孔中。因此在設(shè)計(jì)正裝模具時(shí)，就不必考慮工件或廢料的流向。因而使設(shè)計(jì)出的模具結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，非常實(shí)用。
1.2 正裝模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
（1）因模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可縮短模具制造周期，有利于新產(chǎn)品的研制與開發(fā)。
（2）使用及維修都較方便。
（3）安裝與調(diào)整凸、凹模間隙較方便（相對(duì)倒裝模具而言）。
（4）模具制造成本低，有利于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
（5）由于在整個(gè)拉伸過程中，始終存在著壓邊力，所以適用于非旋轉(zhuǎn)體件的拉抻（參看五金科技，1997；6：42～44）。
1.3 正裝模具結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)
（1）由于工件或廢料在凹�？變�(nèi)的積聚，增加了凹�？變�(nèi)的小組漲力。因此凹必須增加壁厚，以提高強(qiáng)度。
（2）由于工件或廢料在凹�？變�(nèi)的積聚，所以在一般情況下，凹模刃口就必須要加工落料斜度。在有些情況下，還要加工凹模刃口的反面孔（出料孔）。因而即延長了模具的制作周期，又嗇了模具的加工費(fèi)用。
1.4 正裝模具結(jié)構(gòu)的選用原則
綜上所述可知，我們?cè)谠O(shè)計(jì)沖模時(shí)，應(yīng)遵循的設(shè)計(jì)原則是：應(yīng)優(yōu)先選用正裝模具結(jié)構(gòu)。只有在正裝模具結(jié)構(gòu)下能滿足工件技術(shù)要求時(shí)，才可以考慮采用其它形式的模具結(jié)構(gòu)。
2 何時(shí)選用倒（反）裝模具結(jié)構(gòu)
2.1 倒裝模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
倒裝模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是凸模安裝在下模座上，故我們就必須采用彈壓卸料裝置將工件或廢料從凸模上卸下。而它的凹模是安裝在模座上，因而就存在著如何將凹孔內(nèi)的工件或廢件從孔中排出的問題。圖1這套倒裝模是利用沖床上的打料裝置，通過打料桿9將工件或廢料打下，在打料桿9將工件或廢料打下的一瞬間，利用壓縮空氣將工件或廢料吹走，以免落到工件或坯料上，使模具損壞。另外需注意的一點(diǎn)就是，當(dāng)沖床滑塊處于死點(diǎn)時(shí)，卸料圈5的上頂面，應(yīng)比凸模高出約0.20～0.30mm。即必須將坯料壓緊后，再進(jìn)行沖裁。以免坯料或工件在沖裁時(shí)移動(dòng)，達(dá)不到精度要求。
1.上模座 2.頂桿 3.卸料圈固定座 4.凸模座 5.卸料圈
6.凸模 7.工件 8.凹模 9打料桿 10.上模座
2.2 倒裝模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
（1）由于采用彈壓卸料裝置，使沖制出的工件平整，表面質(zhì)量好。
（2）由于采用打料桿將工件或廢料從凹�？字写蛳�，因而工件或廢料不在凹�？變�(nèi)積聚，可減少工件可廢料對(duì)孔的漲力。從而可減少凹模的壁厚，使凹模的外形尺寸縮小，節(jié)約模具材料。
（3）由于工件或廢料不在凹模孔內(nèi)積聚，可減少工件或廢料對(duì)模刃口的磨損，減少凹模的刃磨次數(shù)，從而提高了凹模的使用壽命。
（4）由于工件或廢料不在凹模也內(nèi)積聚，因此也就沒有必要加工凹模的反面孔（出料孔）�？煽s短模具制作周期，降低模具加工費(fèi)用。
（5）由于壓邊力只在平板坯料沒有完全被拉入凹模前起作用，所以適用于旋轉(zhuǎn)體體的拉伸。如圖2中的圓筒形件（參看五金科技，1997；6：42～44）。
2.3 倒裝模具結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)
（1）模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜（相對(duì)正裝模具而言）。
（2）安裝與調(diào)整凸凹模之間的間隙較困難（相對(duì)正裝模而言）。
（3）工件或廢料的排除麻煩（最好使用壓縮空氣將其吹走）。
2.4 倒裝模具結(jié)構(gòu)的選用原則
綜上所述可知，只有當(dāng)工件表面要求平整、外形輪廓較復(fù)雜、外形輪廓不對(duì)稱、或坯料較薄時(shí)的沖裁，以及旋轉(zhuǎn)體件拉伸時(shí)，才選用倒裝模具結(jié)構(gòu)。
3 何時(shí)選用單工序模具結(jié)構(gòu)
3.1 單工序模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
所謂單工序模具結(jié)構(gòu)，就是在沖床的一次行程內(nèi)，只能完成一道工序。
3.2 單工序模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
（1）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，加工成本低；
（2）模具通用性好，不受沖壓件尺寸的限制即適合于中小型沖壓的生產(chǎn)；也適合于一些外形尺寸較大、厚度較厚的沖壓件的生產(chǎn)。
3.3 單工序模具結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)
（1）制件精度不高；
（2）生產(chǎn)效率低。
3.4 單工序模具結(jié)構(gòu)的選用原則
綜上所述可知，對(duì)一些精度要求不高，生產(chǎn)批量不大的工件，采用單工序模具還是比較合適的。尤其是現(xiàn)在我們國家實(shí)行的是社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)。新產(chǎn)品的開發(fā)與研制對(duì)每個(gè)企業(yè)來說，都是至關(guān)重要的。而對(duì)一些需要沖壓生產(chǎn)的新產(chǎn)品來說，就提出了一個(gè)要求：要求研制周期短，開發(fā)速度快，制造成本低。因內(nèi)有這樣開發(fā)出的磨擦產(chǎn)品才能迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。而在這一點(diǎn)上，單工序模具就更能滿足這一要求，所以就顯得更實(shí)用一些。
4 何時(shí)選用復(fù)合模具結(jié)構(gòu)
4.1 復(fù)合模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
所謂復(fù)合模具結(jié)構(gòu)，就是在沖床的一次行程內(nèi)，完成兩道以上的沖壓工序。在完成這些工序過程中，沖件材料無需進(jìn)給移動(dòng)。圖 2就是一套落料、拉伸的圓筒形件的復(fù)合模具。這套模具的工藝流程必須是先落料、后拉伸。因只有這樣才不致于使圓筒形件拉裂。為保證這一工藝流程的順利進(jìn)行，就必須使落料凹模2的高度h1，比拉伸凸模4的高度h2，高出約1.2t～1.5t(t為料厚）。另外需注意的一點(diǎn)就是，當(dāng)沖床滑塊處于上死點(diǎn)時(shí)，壓邊圈3的上頂面，應(yīng)比落料凹模2的高度h1，高出約0.20～0.30mm。即必須將坯料壓緊，再進(jìn)行沖裁。在整個(gè)沖壓過程中，壓邊圈3起的作用是，在沖裁開始時(shí)，先將坯料壓緊；而當(dāng)拉伸完成后，又將工件6從拉伸凸模4下頂出。即一個(gè)零部件在一套模具中起到兩種作用。另外打料板8在這套復(fù)合模中起到的作用，與《對(duì)幾種拉伸模具結(jié)構(gòu)的探討》）刊登在《五金科技》，1997；6：42～44）這篇文章中論述的打料板７起的作用是一致的，所以就不再贅述了�？傊�，出發(fā)點(diǎn)只有一個(gè)，即為了使設(shè)計(jì)出的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用，就應(yīng)最大限度的發(fā)揮每一個(gè)零部件的功能。
1.下模座 2.落料凹模 3.壓邊圈 4.拉伸凸模 5.凸凹模
6.工件 7.卸料板 8.打料板 9上模座 10.頂桿
4.2 復(fù)合模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
（1）制件精度高。由于是在沖床的一次行程內(nèi)，完成數(shù)道沖壓工序。因而不存在累積定位誤差。使沖出的制件內(nèi)外形相對(duì)位置及各件的尺寸一致性非常好，制件平直。適宜沖制薄料和脆性或軟質(zhì)材料。
（2）生產(chǎn)效率高。
（3）模具結(jié)構(gòu)緊湊，面積較小。
4.3 復(fù)合模具結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)
（1）凸凹模璧厚不能太�。ㄍ庑闻c內(nèi)形、內(nèi)形與內(nèi)形），以免影響強(qiáng)度。
（2）凸凹模刃磨有時(shí)不方便。尤其是在凸凹模即沖裁，又成形的情況時(shí)。如圖2中的凸凹模5（如生產(chǎn)批量大，條件許可時(shí)，可將凸凹模刃口部分和盛開部分分開設(shè)計(jì)）。
4.4 復(fù)合模具結(jié)構(gòu)的選用原則
綜上所述可知，只有當(dāng)制件精度要求高，生產(chǎn)批量大，表面要求平整時(shí)，才選用復(fù)合模具結(jié)構(gòu)。
5 結(jié)束語
通過以上對(duì)幾種模具結(jié)構(gòu)的分析、比較，我們可以看出。模具結(jié)構(gòu)也如同世界上的任何事物一樣，都存在兩重性。即有利的一面，也有弊的一面。十全十美的事物是不存在的。因此我們?cè)谶x用模具結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種模具的結(jié)構(gòu)形式，權(quán)衡利弊，綜合加以考慮。絕不能根據(jù)條條、框框，生搬硬套。應(yīng)充分根據(jù)每個(gè)生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、沖壓設(shè)備狀況和模具加工能力的實(shí)際情況，靈活掌握�？傊灰覀兠總�(gè)模具工作者互相交流經(jīng)驗(yàn)，取長補(bǔ)短、敢于創(chuàng)新、敢于探索、勇于實(shí)踐，就一定會(huì)有許多結(jié)構(gòu)新穎、簡(jiǎn)單、使用維修方便、操作安全的模具結(jié)構(gòu)涌現(xiàn)出來。
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