空气滤清器壳冲压模设计(5)

9 模具其它零件设计及计算

9.1冲模的导向装置

冲模工作时，除了由压力机滑块对上模与下模进行导向以外，还可单独设置导向装置进行导向，

其主要作用如下：

1.模具在压力机上安装调整比较的方便。

2.冲制的工件质量稳定，冲裁间隙始终保持一致而不易发生变化，因此工件有较好的互换性。 3.冲模不易损坏，故模具的寿命比无导向冲模高。 9.1.1无导向冲裁 （1）无导向冲裁的条件

无导向冲裁是指冲裁模本身无导向装置。冲裁时，压力机滑块的导向精度，即滑块横向偏摆的最大距离将直接影响冲裁间隙的均匀程度。

无导向冲裁不啃模的条件是：在凸模与凹模单面间隙调整均匀的条件下，其值应不小于压力机滑块的导向精度。如果从保证冲裁件断面质量考虑，则单面冲裁间隙允许的波动值，应不小于压力机滑块的导向精度。

（2）无导向冲裁的应用

无导向冲裁模的优点是模具结构简单，装配容易，成本降低。其缺点是冲裁过程中冲裁间隙的波动将造成工件的质量不稳定，精度较低，并加速模具刃口的磨损，调模间隙不好控制，会造成啃模事故。因此，无导向冲裁模的安全性较差。综上所述，在板料厚度大于0.8～1mm。精度要求不高、生产批量较小的落料、冲孔等单工序生产中，可以采用无导向装置。 9.1.2导板导向 （1）导板导向的特点

将固定卸料板式模具的固定卸料板与凸模制成小间隙配合，一般为H7/h6，称为导板。导板的型孔按凸模刃口尺寸配作。导板的功用有两个：一是在冲裁时起上模与下模之间的导向作用；二是在回程时起卸料作用。

导板导向式冲裁模突出的优点是使用时非常安全，可以说是所有冲裁中最安全的。因为在使用过程中，始终不允许凸模与导板脱离。 （2）导板导向的应用

导板式导向的应用仍有很大的局限性。首先，由于凸模要兼作导向件，其截面尺寸不能太小，以免受侧向力而折断，其截面也不应太复杂。其次，由于使用中不允许凸模与导板脱离，选用压力机也受到了限制，只能使用行程可调冲床。而且导板导向式冲裁模仍属于固定卸料方式，也不

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适宜冲裁薄料。但对于板料厚度大于0.8mm、形状较简单的落料加工，采用导板导向式冲裁模，还是很适合的。 9.1.3模架的导向 （1）模架导向的特点

普通模架由导柱、导套、上模座和下模座组成。从安全考虑，通常导柱安装在下模座，导套安装在上模座。导柱与导套的配合面取圆柱面，以便容易加工成小间隙配合，使模架的导向精度高于压力机滑块的导向精度。

采用模架进行导向，不仅能保证上、下模的导向精度，而且能提高模具的刚性、延长模具的使用寿命、使冲裁件的质量比较稳定、使模具的安装调整比较容易。因此在中小型冲模上广泛采用模架作为上、下模的导向装置。

模架可视为模具的一个部件，并且早已高度标准化与商品化。在冲模设计时，特别是中小型冲模设计时，应尽量选择专业生产的标准模架，对提高模具质量、缩短制模周期有着十分重要的意义。

9.2模架的类型及应用

按导柱不同的位置，分为如下四种模架：

中间导柱模架 导柱分布在矩形凹模的对称中心线上，两个导柱的直径不同，可避免上模与下模装错而发生啃模事故。适用于单工序模和工位少的级进模。

后侧导柱模架 后侧导柱模架导柱分布在模座的一侧且直径相同，只适用横向送料。其优点是工作面开敞，是适于在大件边缘冲裁。其缺点是刚性与安全性最差，工作不够平稳、，应尽量少用。

对角导柱模架 导柱分布在矩形凹模的对角线方向上，既可以横向送料，又可以纵向送料。由于导柱间的误差方向与送料方向倾斜，因此一般认为导向精度高于前两种模架。适于各种冲裁模使用，特别适于级进冲裁模的使用。为避免上、下模的方向装错，两导柱直径制成一大一小。

四导柱模架 4个导柱分布在矩形凹模的两对角线方向上。模架的刚性很好，导向非常平稳，但价格较高，一般的冲压加工不需要四导柱模架。只要要求模具刚性与精度都很高的精密冲裁模，以及同时要求模具寿命很高的多工位自动级进模才采用。

弹压导板式模架 弹压导板除具有弹压卸料板压料及卸料功能外，还能对凸模进行导向。 按导柱导套配合性质的不同，有如下两种形式：

导柱导套滑动导向模架 将导柱与导套制成小间隙配合，为H6/h5时称为一级 模架，为H7/h6时称为二级模架。在加工时，导柱导套与模座均为H7/r6过盈配合。为避免导套压入模座因变形而影响与导柱的配合，将导套压入段的内孔直径加大1mm，不与导柱相配合。

装配良好的模架，应能用两手轻轻抬起上模座而下模座不动，但这样的效果很难达到， 因为导柱与模座为过盈配合，压入导柱导套时难以保证垂直度。所以在装配时，导柱、导套与模座可

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以较松的过渡配合H7/m6代替过盈配合，容易保证导柱和导套的轴线垂直于模座平面，使模架的导向精度只决定于加工精度，而容易制成精密模架。

对于冲裁模，导柱导套的配合间隙应小于单面间隙。当双面冲裁间隙不超过0.03时，相当于板料厚度小于0.5mm，可选用一级模架。双面冲裁间隙超过0.03mm时，可选用二级模架。 为了保证使用中的安全和可靠性，设计与装配模具时，还应注意下列事项：

当模具处于闭合位置时，导柱的上端面与上模座的上平面应留10～15mm的距离；导柱下端面与下模座下平面应留2～5mm的距离。导套与上模座上平面应留不小于3mm的距离，同时上模座开横槽，以便排气。

导柱导套滚动导向模架 在导柱与导套之间加多排钢球，组成滚动导向装置滚动导向的突出特点是：钢球与导柱、导套之间不但没有间隙，而且有0.01～0.02mm 的过盈量，成为无间隙导向。因此其导向精度非常高。

为了减少磨损，钢球沿导柱与导套工作面的滚动轨迹应不重合。为此，钢球在保持圈内的排列；横向应当错开，纵向连线与导柱轴线成8度角。

为了防止保持圈在工作时下沉、脱离导套而减少配合长度，可在导柱上另加一个支承弹簧。 滚动导向装置属于无间隙导向，精度高，寿命长。使用于高速冲模、薄料（t小于0.5mm）无间隙冲裁、精密冲裁、硬质合金模及其它精密冲裁，

标准模架

标准模架是指列入模具国家标准的模架。标准模架有如下特点：

（1）标准模架是模具标准件中商品化程度最高的，有各种型号与规格可供选购。 （2）出售的标准模架均由专业厂成批制造，质量有保障，价格便宜。

（3）虽然每个模具都是单件生产的，但是模架却可以批量生产。为适应批量生产的需要，降低生产成本，提高模架质量，模座采用铸铁制造，普通模架的导柱与导套选用20号钢制造并经渗碳淬火，硬度为58～62HRC；而滚动导向模架的导柱与导套则采用轴承钢GCr15制造，淬火硬度为62～68HRC。

（4）标准模架严格按冷冲模模架技术条件GB2854-81制造与验收。 可见，标准模架的质量是很高的，设计模具时应尽量选用。

根据以上对各种模架的比较，为了提高生产率，降低模具的成本，故在选择模架时，根据以上模架的使用和装配要求，在此设计中选用中间导柱标准模架，其结构图如装配图所示。

23 4.5中间导柱模架结构图

9.3定位装置

冲压加工时，条料或坯料在冲模内处于正确的位置，称为定位。 定位的基本形式有如下三种类型： （1）导向定位 （2）接触定位 （3）形状定位

在此设计模具中选用接触定位。 9.4卸料装置

卸料装置的功用是在一次冲裁结束之后，将条料或工件与落料凸模或冲孔凸模脱离，以便进行下一次冲裁。在这里只介绍固定卸料装置。 9.4.1固定卸料装置的形式

（1）整体式卸料板：结构简单，但装配调整不便。 （2）分体式卸料板：导料板装配方便，应用较多。 （3）悬臂式卸料板：用于窄长件的冲孔或切口后的卸料。 （4）拱桥十卸料板：用于空心件或弯曲件冲底孔后的卸料。 9.4.2固定卸料板的固定方式

（1）卸料板和凹模用同一螺钉和销钉紧固到下模座上，螺钉数量为4个。其结构简单，但为了刃磨凹模，在拆下卸料板同时，也使凹模脱离了下模座。如模具是用导柱导向的，刃磨后再重新装配模具，很可能使冲裁间隙不如初装时均匀而损害模具的精度。

（2）卸料板只连接到凹模上，凹模再单独连接到下模座上，螺钉一般要增加4～6个，销钉要增加2个。其结构复杂些，但拆下卸料板时，凹模不脱离下模座，也就克服了前者的缺点。应注意，在下模座与卸料板定位销对应处，应钻直径稍大于销直径的通孔，以便拆卸料板时顶出销钉。

如果板料较薄，采用固定卸料方式，会引起板料严重翘曲，使工件质量不好，在间隙过大时，还容易出现卡死现象，严重时可能损坏模具。因此，采用固定卸料方式，按生产经验，板料厚度不宜大于0.8mm，而且不适于冲软铝板。

固定卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相同，其厚度可取凹模厚度的0.8倍，板料厚度超过3mm时，可与凹模厚度一致。固定卸料板形孔与凸模的单面间隙可以取0.2～0.5mm，厚料与硬料可取大值。 9.5推件装置的设计

复合模出件均为逆出件，冲入凹模内的工件需由出件装置反向推出或顶出。倒装复合模的出件装置在上模，也称为推件装置，顺装复合模的出件装置在下模，也称为顶件装置。

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推件装置一般由推件板、推杆、打板、打杆组成。在回程，当滑块内的打杆横梁撞击到床身两侧的限为螺钉时，便产生推件力，并通过打杆、打板、推杆传至推件板。类似的装置如果用于顺装复合模就是排除冲孔废料的打料装置。 9.5.1.推件板的结构形式

为了防止推件板从凹模内脱出，其结构形式一般采用凸缘式的。这种结构是普遍采用的结构。对于圆截面的推件板，这种整体凸缘结构具有结构简单、容易加工的优点。对于非圆截面的，特别是不规则截面的推件板，工艺性就很差。则采用分体式的结构。故在此采用圆截面推件板。 9.5.2.推件板的尺寸与公差

推件板是出件装置中最重要的零件。其截面形状与凹凸模很相似，其外形与凹模有配合关系，其内形又与凸模有配合关系，因此加工难度较大。工作时，推件板应平稳，避免卡死。为此，推件板与凹模和凸模应取小间隙的配合。间隙取得过大反而容易卡死。推件板与凹模和凸模的配合有如下三种方式：

（1）推件板的外形与凹模、内形与凸模均按H8/h7小间隙配作。

（2）推件板的外形按凹模配作成H8/h7小间隙配合，而内形按凸模配作成H11/h11大间隙配合。

（3）推件板的内形按凸模配作成H8/h7小间隙配合，而外形按凹模配作成H11/h11大间隙配合。

9.5.3.推件板的极点位置

推件板的下极点位置应保证其端面超出凹模面0.2～0.5mm，以便在出件时使工件与凹模彻底脱离。

推件板在上极点位置，其工作段不应脱离凹模直壁段，应有不小于4mm的配合段。而且此时凹模内至少应能容纳3～4片工件，以便在出件装置失灵时，操作人员有足够的时间停机，不致发生撞击而损坏模具或机床。 9.5.4.打杆与打板的设计

在倒装复合模的推件装置中，为了避开冲孔凸模，压力机滑块中的打杆横梁撞击打杆产生的推件力需借助打板传给推杆，再传给推板。设计时需注意如下两点： （1）推杆尽可能对称分布，以便使推件力均衡分布、推件装置动作平稳。 （2）打板的平面面积尽可能减小，其平面形状尽可能不用完整的矩形和圆形。

打杆的结构形式常用的是一端有大头的光杆。打杆的直径应比模柄孔直径小0.5～1mm。打杆设计的关键问题是决定其长度，应保证能被压力机滑块中的打杆横梁撞击到，又不能过长而影响打板的自由升降。设计时一般按下式要求来确定：当推件板处于下极点位置时，打杆上端应超出压力机滑块打杆横梁孔的底平面约1～5mm，因此设计时需已知选定压力机滑块底平面到打杆横梁孔之间的距离。故其结果见装配图。

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