2.9.1导柱式弹顶落料模

导柱式弹顶落料模上次课我们一起学习了“第八节冲裁模的典型结构”。

在这节里，我们认识了冲裁模常见的三大类模具的典型结构。

点：“1.单工序冲裁模、级进模、复合模的特点比较”单工序冲裁模、级进模、复合模。

我们一起来回顾一下。

点：“单工序冲裁模”这是一副导柱式弹顶落料模，上下模由导柱、导套导向，条料由两个导料销导向，固定挡料销定距，弹性卸料板卸料，安装在下模的通用缓冲器将工件从凹模孔内向上顶出。

模具结构比较简单。

点：后退；“级进模”这是一副用导正销定距的冲孔落料级进模。

上、下模用导板（也就是固定卸料板）导向，送料时由固定挡料销进行初定位，由两个装在落料凸模上的导正销进行精定位。

在条料上冲制首件时，用手推动始用挡料销使它从导料板中伸出来抵住条料的前端即可冲第一件上的两个孔。

点：后退；“复合模”这是一副倒装式复合模。

凸凹模装在下模，落料凹模和冲孔凸模装在上模。

采用刚性推件装置把卡在凹模中的冲件推下，冲孔废料直接由冲孔凸模从凸凹模内孔推下。

点：后退；提问：现在我请一位同学来比较一下这三类模具的特点。

×××。

这位同学回答基本正确，请坐下。

我来进行补充。

点：“特点比较”我们来看这张表，我们主要从“可加工工件的精度、平整度、尺寸大小、冲压生产效率、操作安全性、模具制造成本”这些方面来比较。

从表中我们可以看出：复合模可加工工件的精度和平整度最高；级进模适合加工大批量生产的小型制件，因为级进模可以在高速冲床上使用，再配上自动送料装置，可以实现自动化生产，操作也最安全；单工序冲裁模结构最简单，模具制造成本最低。

复合模现在我们再来重点回顾一下复合模点：“2.正装复合模与倒装复合模的区别”复合模有正装与倒装之分，主要根据凸凹模所处的位置来分：凸凹模在上模的为正装复合模；凸凹模在下模的为倒装复合模。

点：“正装复合模”这就是一副正装复合模，凸凹模在上模，落料凹模和冲孔凸模在下模。

落下的料卡在凹模中，由弹性顶件装置顶出凹模面；冲孔废料卡在凸凹模孔内，由上模的刚性推件装置推出。

点：×；“倒装复合模”这就是一副倒装复合模，凸凹模在下模，落料凹模和冲孔凸模在上模。

落下的料卡在凹模中，由上模的刚性推件装置打下；冲孔废料卡在凸凹模孔内，直接从漏料孔中漏出。

点：×；提问：有同学能对正装复合模和倒装复合模进行特点比较吗？×××，你来比较一下。

好，回答很好。

我来总结一下。

请看表……点：下一页引言从今天起，我们将用6个学时（即3次课）来学习“第九节冲裁模零部件设计”。

那么，这部分与上次课（典型结构）之间是什么关系呢？点：“本次课所处位置”这是“冲压模具设计与制造流程图”。

冲压模具设计与制造包括三大部分：冲压工艺设计、冲压模具设计、冲压模具制造。

我们现在处于“冲压模具设计”中的第三步：零部件设计。

那么，冲裁模有哪些零部件呢？点：×（返回）；再点一下今天这次课我们来学习“工作零件的设计”。

点：下一页工作零件：是直接对坯料进行加工，完成板料分离或成形的零件。

当然，冲裁模的工作零件是完成板料分离的。

它主要包括：凸模、凹模、凸凹模。

我们先来学习凸模。

点：凸模大家都知道，设计任何零件，都涉及到两方面：结构形状和尺寸。

那么，我们的凸模也不例外。

点：（1）凸模的结构形式及其固定方法在实际生产中使用的凸模结构形式很多。

其截面形状有圆形和非圆形，其尺寸有大中型和小型。

我们以圆形、非圆形、大中型凸模及冲小孔凸模为例来介绍凸模的结构形式及其固定方法。

点：1）圆形凸模2）非圆形凸模3）大、中型凸模4）冲小孔凸模先来看圆形凸模。

我手里拿的这个凸模就圆形凸模。

展示：实物，放在投影仪上，切换成投影仪可以看出该凸模的整个断面都是圆形的，这是工作部分，即与材料接触，参与冲切的部位，尾部的加大部分是用来安装的，这就是圆形凸模最常见的阶梯式结构。

我们来看图，了解一下它与凸模固定板之间的关系。

切换成电脑点：1）圆形凸模分析图：a、b图是圆形凸模的阶梯式的两种形式，尾部的较大直径与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/m6或H7/n6）制造；最大直径的作用是形成台肩，以便固定，保证工作时凸模不被拉出，该处凸模固定板上的孔应是过孔，单边间隙约为0.5～1mm。

当凸模直径较小，为增加刚性，采用b图所示的结构，即在中间部分再做一节台阶。

对于易损的小凸模，可采用c图所示的快换式结构，它用侧面的螺钉顶紧，维修更换十分方便。

那么，在模具装配过程中，阶梯式凸模是如何安装的呢？（停顿几秒）有同学知道吗？点：链接Flash解释动画：先把凸模从上向下装入凸模固定板的安装孔中，再将凸模与凸模固定板一并上磨床，磨削凸模尾部，以便与凸模固定板平齐，就可以安装垫板了。

点：×；知道了凸模的安装过程，我们就了解了为什么凸模尾部的台阶高度尺寸要标正偏差了。

看，h+0.1。

点：后退；再点三下并读出：那么，也就是说圆形凸模……点：2）非圆形凸模分析图：这是非圆形凸模的结构形式及其固定方法。

a、b图都是阶梯式结构，其中a图采用台肩固定，b图采用铆接。

注意：凡是截面为非圆形的凸模，如果采用阶梯式的结构，为了便于加工，尾部的台阶应尽量简化成与工作部分相似的简单形状的几何截面（如圆形或矩形）。

提问：这里我想问一下：如果工作部分是非圆形，而安装部分是圆形，如图a、b，应注意什么？大家回答：防转。

对，防转。

大家看，我们在这两类凸模的尾部都加了防转销。

安装防转销的孔一半在凸模上，一半在凸模固定板上，这样才能起到防转作用。

那么，这个孔是否是我们在单独加工凸模和凸模固定板的时候，就将它加工好了，装配模具时，直接打入防转销就行了呢？（停顿几秒）不是。

它是在将凸模装入凸模固定板并磨平后，再配钻的孔。

c、d图都是直通式结构，直通式凸模用线切割加工或成形铣、成形磨削加工。

截面形状复杂的凸模，广泛应用这种结构。

关于固定方式，c图也采用铆接，而d图采用粘结剂浇注法固定。

我们先来看铆接。

在模具装配过程中，凸模的铆接是怎样进行的呢？当然，凸模固定板上的锥形台阶孔是在装配前做好的，那么，凸模是否也在铆接之前已经将尾部的锥形台阶做好了呢？我们来看一个凸模铆接的动画。

点：链接Flash解释动画：我们可以看出，凸模在铆接之前尾部的锥形台阶并未做出，而是完全直通式的。

先把凸模从上向下装入凸模固定板的安装孔中，并将尾部铆平，再将凸模与凸模固定板一并上磨床，磨削凸模尾部，以便与凸模固定板平齐，就可以安装垫板了。

同刚才的阶梯式凸模一样，直通式凸模的总高尺寸也应标正偏差。

大家知道，冲裁过程中，工作零件受很大的冲击力，所以要求工作零件都要淬火，硬度达到58～62HRC。

如此高的硬度，如何能实现铆接呢？（停顿几秒）我们要求铆接部位的硬度要比工作部分低。

如何保证这一点呢？（停顿几秒）一方面可以将整体淬火的零件进行尾部回火，降低尾部硬度；另一方面可以只进行工作部分局部淬火。

点：×；我们再来看粘结剂浇注法固定凸模。

这种固定方法的优点在于，当多凸模冲裁时，因为凸模固定板上安装凸模的孔做得较凸模大，留有一定的间隙，以便充填粘结剂，一方面可以简化凸模固定板加工工艺，另一方面便于在装配时调整凸模与凹模合理均匀的间隙。

为了粘结得牢靠，在凸模的固定端或固定板相应的孔上应开设一定的槽形。

常用的粘结剂有低熔点合金、环氧树脂、无机粘结剂等。

这种固定方法常用在冲击力较小的凸模的安装。

点：后退；再点三下并读出：那么，也就是说非圆形凸模……点：点一下；再点3）大、中型凸模大、中型凸模有整体式和镶拼式两种。

a图是大、中型整体式凸模，直接用螺钉、销钉固定。

b图为镶拼式的，刃口部位采用较好材料的单独镶拼块，这样不但节约贵重的模具钢，而且减少锻造、热处理和机械加工的困难，因而大型凸模适宜采用这种结构。

关于镶拼式结构的设计方法，将在后面详细叙述。

点：后退；再点三下并读出：那么，也就是说大、中型凸模……点：点一下；读出：4）冲小孔凸模：点：再点三下并读出：带护套式什么是带护套式的呢？我们来看下一页。

点：下一页首先我们来看什么是小孔？多小为小？点：点一下小孔是指孔径d小于被冲板料的厚度或直径d＜1mm的圆孔和面积A＜1mm2的异形孔。

冲小孔的凸模强度和刚度差，容易弯曲和折断，所以必须采取措施提高它的强度和刚度，从而提高其使用寿命。

其方法有以下几种：点：点两下①冲小孔凸模加保护与导向，即加保护套。

点：①冲小孔凸模加保护与导向分析图：冲小孔凸模加保护与导向结构有两种，即局部保护与导向和全长保护与导向。

图a、b是局部导向结构，它利用弹压卸料板对凸模进行保护与导向。

图c、d 是以简单的凸模护套来保护凸模，也以卸料板导向，其效果较好。

图e、f、g基本上是全长保护与导向，其护套装在卸料板或导板上，在工作过程中始终不离上模导板、等分扇形块或上护套。

模具处于闭合状态，护套上端也不碰到凸模固定板。

当上模下行时，护套相对上滑，凸模从护套中相对伸出进行冲孔。

这种结构避免了小凸模可能受到侧压力，防止小凸模弯曲和折断。

特别是图f，具有三个等分扇形槽的护套，可在固定的三个等分扇形块中滑动，使凸模始终处于三向保护与导向之中，效果比e图好，但结构较复杂，制造困难。

而图g结构较简单，导向效果也较好。

我们来看一下这种带等分扇形护套的模具是如何工作的。

点：图（链接到模具平面图）讲解图：件7是小凸模，件9是凸模护套，件10是扇形块，件11是扇形块固定板，凸模护套装在弹压卸料板6上的。

我们来看模具的运动过程。

点：图（链接三维动画）当上模下行时，凸模护套9随弹压卸料板6在扇形块10中相对往上运动，并且模具回程后，凸模护套9始终不脱离扇形块10，另外，导柱、导套同时在对弹压卸料板进行导向，保证了弹压卸料板运动的平稳，从而进一步对小凸模进行保护。

我们还可以来看工作部分的局部放大图。

点：局部放大图讲解图：这是小凸模，这是凹模，这是凸模护套，这是扇形块，这是扇形块固定板，这是弹压卸料板，这是导柱、导套，能对弹压卸料板进行导向。

点：返回这是对冲小孔凸模加保护与导向。

我们来看下一个提高小凸模强度和刚度的措施。

点：点一下②采用短凸模的冲孔模。

把凸模缩短自然就提高了强度和刚度。

点：②采用短凸模的冲孔模这副模具冲制的零件如图右上角所示。

零件板厚4mm，最小孔径约为0.5t。

件2、3、4为小凸模，装在小压板7上，但未固定死，相当于小凸模由小压板7进行导向，而小压板由两个小导柱6进行导向。

上、下模采用滚珠式导柱、导套导向，导向精度更高。

这副模具采用冲击块5冲击凸模进行冲裁工作。

我们来看模具的工作过程。

点：图（链接三维动画）工件放在凹模面上，由定位板（其中一个是活动的定位板）定位。

当上模下行时，大压板8与小压板7先后压紧工件，小凸模2、3、4上端露出小压板7的上平面，上模压缩弹簧继续下行，冲击块5冲击小凸模2、3、4对零件进行冲孔。