连续冲裁模典型结构设计分析

1.无导向固定卸料结构的连续冲裁模

实例1

图3-32所示为卡板无导向连续冲裁模，该冲模采用了无导向装置、用固定卸料板的简单结构。该冲模的送料定位系统由固定挡料销12，配导正销9和始用挡料装置19。卸料板10用六角螺钉15，通过导料板11，固定在凹模13上。该工件采用板裁条料手工送料进行冲压。

图3-32 卡板无导向连续冲裁模

1—带模柄上座 2、15、16—螺钉 3、4、17—销钉 5、6—凸模 7—凸模嵌件 8—固定板 9—导正销 10、18—卸料板 11—导料板 12—固定挡料销 13—凹模 14—下座 19—始用挡料装置

该冲模在结构上有以下特点：

1）模柄与上模座合为一体，制造起来加工简单。

2）模座厚实、强度大，不用垫板，直接与固定板连接。

3）冲孔与落料凸模杆部都加粗成圆形，加工方便，固定端加了防转动的止动销。如果用电火花线切割加工，采用直通式加工更方便。

4）用始用挡料装置控制每根条料首件不报废；用导正销校准落料工位的送料进距，保证了工件内孔与外廓同轴度高。

实例2

图3-33所示为角板少废料连续冲裁模。

图3-33 角板少废料连续冲裁模

1—带模柄上座 2、18—螺钉 3—固定板 4—落料凸模 5、6—冲孔凸模 7—侧刃 8—导正销 9—卸料板 10—导料板 11—凹模 12、14、16—销钉 13—下座 15—侧刃挡块 17—承料板

冲裁件采用双列对排无搭边排样。其送料定位系统，与图3-32不同，而是采用矩形有导向头的标准侧刃件7。它与侧刃挡块件15组成的定距侧刃组，控制送料进距。该模具也采用板裁条料，手工送料进行冲压。由于其送料不用抬起，可以连续（压力机连闸）不间断冲压，加上一次冲两件，其生产率要比图3-32冲模高2倍以上。

该冲模在结构设计上有以下几点值得注意：

1）双列对排无搭边排样，不仅节省了板料，而且简化了冲模结构，使凸、凹的制作更为简便。

2）冲孔的第一工位与第三工位落料，实际上是单边剪截的刃口，相距太近，特别是因送料进距小，中间菱形孔刃口与剪裁刃口间壁厚过小，考虑增大凹模强度，加了一个空挡工位。

3）在第三工位落料凸模端面，设置两个导正销，确保落料进距精度。

2.导柱模架固定卸料结构连续冲裁模

实例3

图3-34所示为孔板与齿板两冲裁件拼裁排样少废料连续冲裁模。

图3-34 两种冲裁件拼裁排样少废料连续冲裁模

1—模座 2—导柱 3—导料板 4—原材料 5—冲矩形孔凸模 6—侧压装置 7—侧刃 8—侧刃挡块 9—冲裁件b落料凸模 10—冲裁件a冲矩形孔凸模 11—冲裁件a落料凸模 12—固定挡料块 13—裁边凸模

该冲模对两种冲裁件采用双列对排错开冲裁，从而实现无搭边少废料冲裁并且一模两件，生产率高，又节省了板料。

该冲模定位系统由矩形侧刃组与固定挡料块构成，配备了侧压装置。

冲压工艺安排为：冲齿板矩形孔、冲齿形落料、切齿形沿边并冲矩形孔、落料四个工步。

该冲模在结构设计上的特点如下：

1）两种冲裁件拼裁，既无搭边又无沿边，实现少废料冲裁并一模两件，达到优质高产。

2）定位系统采用了侧刃并配备侧压装置，定位精度更高。

3）落料凸模宽度大于料宽，仅进行单边或非封闭冲截，不受料宽偏差波动的影响。

4）只有结构废料而无工艺废料。

实例4

图3-35所示是采用非标准成形侧刃的连续冲裁模。

该冲裁件采用单列直排有搭边排样连续冲裁。该冲模是采用标准对角导柱模架固定卸料板结构的三工位连续冲裁模。

该冲模在结构设计上的特点如下：

1）送料定位采用成形侧刃，使定位系统甚至整个冲模结构得以简化，趋于紧凑。

2）因为欲冲裁工件是一个具有群孔的长矩形冲裁件，故其送料进距S即为工件宽B_件加上搭边宽b，即S=B_件+b。而冲压工艺安排为冲孔、落料两个工步。如按工步设置工位，则冲孔凹模刃口距落料凹模刃口间距太小，削弱了两工步的凹模强度。为此，在工步之间加了一个空挡工位，成为二工步三工位连续冲裁模。

3）送料进距S=B_件+b，即工件宽度加上搭边宽。采用成形侧刃，冲切工件侧端槽口提供了条件。

图3-35 采用非标准成形侧刃的连续冲裁模

1、2—冲孔凸模 3—成形侧刃 4—卸料板 5—导料板 6—落料凸模 7—冲大孔凸模 8—凹模 9—模座

4）采用纵向送料，而工件宽度较小，为使长而窄的搭边框能顺利出模，在冲模导料槽出口，开成外斜30°的喇叭口。

实例5

图3-36所示为夹板无搭边排样连续冲裁模。

该冲裁件采用无搭边排样，可进行少废料冲裁。由于冲裁件是一个带孔正规矩形平板件，尺寸与几何精度要求不高，故考虑采用非封闭剪截冲裁，一模两件。每次送料按两个工件宽度送进，先冲孔而后双面剪截后边一件。落料时，一件从凹模洞口漏料出模，另一件由弹顶卸料器在凹模旁弹卸出模。

该冲模根据冲裁件料厚大，排样又属于无搭边，并进行剪截冲裁的实际情况，在结构设计上采取了如下措施：

1）冲裁件料厚t达4.5mm，冲裁力大而集中，采用稳定性好、刚度大，抗连续冲击、抗疲劳能力好的加强型四导柱模架，导柱加粗，模座加厚。

2）凹模采用分工位镶拼及嵌装整体冲孔凹模镶块结构。冲孔凹模极易磨损，考虑修磨、更换方便，采用整镶块嵌装；模体大，分工位镶拼装入凹模框中，能节省大量模具钢。

3）剪截凹模为两直边刃口，由两拼块组合，形成一个宽度等于剪截件宽的凹模沟，长度方向每边长出工件3～5mm，穿过模座，出件顺畅。

4）采用板裁条料冲压，为保证冲裁件尺寸精度，剪裁料宽取B_料=73⁰_-0.35mm，取导料槽宽度B_槽=73.2^+0.3₀mm；在剪截凸模上装了导正销，校准落料工位送料进距。

5）为使板裁条料送进顺畅，在冲模入料口的上下与左右均开出50mm长的外斜度18°～20°喇叭口。

6）定位系统采用挡料块与始用挡料装置，使每根条料的首件也不报废。

7）为操作安全并消减噪声，装设了限位柱与防护栅。

图3-36 夹板无搭边排样连续冲裁模

1—下模座 2—剪截凹模 3—防护栅 4—弹顶卸件器 5、16—固定板 6—垫板 7—弹簧 8—导正销 9—落料（剪截）凸模 10—模柄 11—螺钉 12—垫板 13—冲孔凸模 14—上模座 15—导套 17—镶套 18—原材料 19—凹模拼块 20—嵌装镶块 21—限位柱 22—始用挡料装置

实例6

图3-37所示为一套有搭边排样有废料冲裁的垫板固定卸料连续冲裁模。

虽然与图3-36冲模冲制的零件外形类似，但图3-37所示冲裁件，则采用了完全不同的排样方式与全然相异的冲模结构。除了因为本例的垫板冲裁件有较高尺寸精度要求外，冲裁件一端为R12mm的圆弧，中间两个Φ3.6mm孔要攻螺纹，要求位置度和同轴度要好，以便下道工序加工。因此，在冲压工艺及冲模结构设计上采取了如下措施：

1）采用有搭边排样，提高冲裁精度。无搭边排样冲裁件一般精度较低，多数为IT14左右。比相同冲裁件有搭边排样低2级。

2）采用双列对排，一次冲出两件圆弧端，一致性好，互换性强，下一道工序装夹方便。

3）用矩形侧刃配导正销，控制送料进距，使其误差达到小于±0.15mm，可以满足冲裁件要求尺寸精度。

图3-37 垫板固定卸料连续冲裁模

1、7—螺钉 2—导料板 3—导柱 4—侧刃 5—导套 6—上模座 8、13—垫板 9—导正销 10—冲孔凸模 11—模柄 12—止动销 14—落料凸模 15、18—销钉 16—固定板 17—冲圆弧凸模 19—卸料板 20—凹模 21—下模座

4）用导正销确保冲裁件内孔与外廓的同轴度，以及两孔间位置度偏差达到±0.04mm。

5）采用对角导柱模架固定卸料板结构，用加厚卸料板，并使加固的二台阶式冲孔凸模、导正销的加粗杆部与卸料板匹配模孔，具有更小的导向间隙，对凸模和导正销有更好的导向与横向支承作用。

3.导柱模架弹压卸料连续冲裁模

这类连续冲裁模，多用于尺寸不大、料厚t＜3mm，要求平整且尺寸精度稍高的平板冲裁件。与导柱模架固定卸料结构连续冲裁模相比，这类冲裁模结构较复杂，制造技术要求较高。由于弹压卸料板靠弹性元件的压力，在冲裁之前将原材料压平在凹模表面，所以冲裁件平整，尺寸精度也高。但由于弹性元件，无论是压簧，还是硬橡胶体，受冲模许用安装空间的限制，故压力大小有限，当冲裁料厚大或材料强度大时，很难靠弹压卸料板压平而起到校平板料的作用。因此，不宜用这种冲模冲裁料厚t＞3mm的中厚板及厚板。(www.xing528.com)

实例7

图3-38所示为一套方垫片少废料连续冲裁模。

该冲模冲裁件尺寸较小，但要求平整，产量大。为此，采用三列参错排样，有沿边而无搭边，既能高产，又能节省材料。

该冲模结构较简单，其特点如下：

1）采用了后侧导柱标准模架、纵向送料的结构形式。

2）定位系统设计了一个可调定位板，用于挡料定位，并可按需要前后调节。

3）为使条料冲裁后剩余的沿边废料顺利出模，在模具导料槽的出料口做出了外斜15°的出料斜口。

图3-38 方垫片少废料连续冲裁模

1—垫板 2—落料凸模 3—模柄 4—冲孔凸模 5、7—螺钉 6—销钉 8—上模座 9—固定板 10—弹簧 11—卸料板 12—导料板 13—凹模 14—下模座 15—导柱 16—可调挡料定位板

实例8

图3-39所示为连接板少废料连续冲裁模。

该冲模冲裁件两端有C5倒角，而且尺寸精度要求较高，特别是孔距为：40mm±0.1mm，长度为60^-0.6₀mm，两个孔直径为Φ9^+0.3₀mm，要求平整。冲裁件宽度为自由公差。

该冲模结构设计，仍然在满足冲制件精度要求、确保质量优质的前提下，节省板料。因此，采用单列直排无搭边排样，但设计采用了成形侧刃，确保冲裁件两端冲裁形状与尺寸优良，并从严控制送料进距，使其在最后工位落料尺寸准确。

为了保证孔与外形同轴度，并满足两孔距40mm±0.1mm的技术要求，设计采用了两只导正销，用来提高模芯，特别是冲孔凸模、凹模的制造精度，保证模具冲压精度。落料工位仅仅是单边剪截，只要将送料定距的成形侧刃制造公差，控制在IT8，使其切边长度L_侧的偏差在±0.035mm之内，冲模的落料尺寸精度就没有问题了。

为了防止板裁条料宽度误差波动大，实际上用普通剪板机剪裁料厚t=2mm的45钢板，料宽B_料=63⁰_-0.3mm，有一定难度，故设计将沿边从1.2mm放大至1.5mm。同时，在冲模的送料入口增加了侧压装置，使条料始终靠紧导料板的一侧送进，不会偏斜。

图3-39 连接板少废料连续冲裁模

1—冲孔凸模 2、11、21—成形侧刃 3、12—导正销 4—下模座 5—凹模 6—导柱 7—弹簧 8—导套 9—上模座 10、13、17、19—螺钉 14—模柄 15—垫板 16—落料凸模 18—固定板 20—侧刃挡块 22—侧压装置

实例9

图3-40所示为高精度引线超薄料连续冲裁模。

该冲模的冲裁件料厚仅0.15mm，而且是抗剪强度τ_b≈250MPa的软料，采用GB/T 16743—2010《冲裁间隙》给定的I类小间隙，其单边间隙C=0.006mm；该冲裁件尺寸小，是一个带群孔的平板冲裁件，有9个Φ1.2mm小圆孔，均布在R=4.85mm的相对应的四分之一圆周线上。还有四个11mm×11mm的大方孔均布于整个冲裁件边长为28mm×28mm的正方形面积的四角，边壁均为2mm，详见冲压零件图。复合冲裁工艺性极差，多序分模冲制则不可能，只有采用多工位连续冲裁模冲制。

根据以上对冲裁件的简略工艺分析，用多工位连续模冲制，要很好地解决如下问题：

1）冲裁间隙很小，C=0.006mm。在冲模结构设计上，应采取适当措施。

2）冲孔凸模刃口部分为Φ1.2mm，如何防止纵弯折断。

3）对于9个Φ1.2mm圆孔和4个11mm×11mm方孔，如何分步冲裁并保证其位置度。

4）确定合理制模精度，以降低制模难度。

该冲裁件采用单列直排有搭边排样，冲裁模结构设计特点如下：

1）采用高精度I级滑动导向对角导柱模架、弹压卸料导板式结构。凸模固定板上装小异柱与弹压卸料板上的匹配小导套构成第二层精密导向系统。

2）9个Φ1.2mm圆孔、4个11mm×11mm方孔以及中心4mm×4mm方孔，总共分三工位依次冲出，见排样图。

3）采用角形侧刃，其切边长度L=29.5mm=进距S，偏差为+0.05～+0.1mm，按IT8制造。

4）Φ1.2mm小凸模加粗杆部为2d=Φ2.4mm，刃口段长度L_凸=（5～8）d＜10mm。

图3-40 引线超薄料连续冲裁模

1—侧刃 2—固定板 3—卸料板 4—导料板 5、6、7、8、9、10—冲孔凸模 11—小导柱 12—小导套 13—凹模 14—防护栅 15—落料凸模 16—垫板

5）加厚凸模固定板、卸料板，使凸模固定段的长度大于总长度的30%。卸料板的厚度约为凸模总长度的30%。

6）卸料板与凸模匹配模孔按基轴制h5/H6配合加工，确保导向及对凸模的横向支承。

7）考虑安全防护，安装了防护栅。

实例10

图3-41所示为接触片多工位连续冲裁模。

图3-41 接触片多工位连续冲裁模

1—下模座 2—导柱 3—凹模 4—侧刃挡块 5—卸料板 6、19—导柱 7—上模座 8—固定板 9—侧刃 10—销钉 11—垫板 12—模柄 13—落料凸模 14、16、21—螺钉 15—冲孔凸模 17—弹簧 18—导套 20—承料板 22—导料板

冲裁件为料厚t=0.5mm的黄铜带。由于冲裁件形状为一个Φ9mm大圆头，带一个宽仅2.8mm，长达20mm的细长柄，采用单列直排有搭边排样，板料利用率很低；采用对头交错直排，中间结构废料不能获得充分利用；采用交错对头斜排，中间结构废料可得到充分利用，使材料利用率提高5.5个百分点，达到72.3%的较高水平。

该冲模在结构设计上具有以下特点：

1）采用双边侧刃，对送进材料进距进行控制，可使送料进距S的误差≤±0.15mm，确保了冲模的良好冲压精度。

2）由于采用双侧刃节制送料并控制进距，不仅简化了送料定位系统的构成与结构，同时，还可以采用较小的搭边与沿边，提高了板材利用率。

3）在工位布置上别具匠心：安排交错排样的对头两行各为一组，每组在原材料的一边，冲孔与落料工位间加一个空挡工位，成为四工步六工位的多工位连续冲裁模，既拉开了冲孔与落料凹模的距离，也使得两边两组各凹模刃口间有足够的壁厚。这种排布还使四个凸模均布于凸模固定板上，即便凸模加固而增大了固定端尺寸，固定板仍有充裕的安装位置。

4）该冲模的整体结构，选用了对角导柱模架、横向送料的标准典型结构形式，可选用原JB/T 8066.2—1995冷冲模弹压卸料横向送料典型组合进行相关结构设计，标准化与商品化程度较高。

实例11

图3-42所示为六角螺母三列交错无搭边排样连续冲裁模。

图3-42 六角螺母三列交错无搭边排样连续冲裁模

1—导正销 2—落料凸模 3—上模座 4—落料凸模 5—止动销 6—模柄 7—紧定螺钉 8—固定板 9、10—冲孔凸模

该冲模是用板料冲制六角螺母的通用典型结构。料厚t=4mm，而且大多是用Q235或30钢热轧钢板的板裁条料冲制，冲裁件尺寸小、精度不高，采用弹压卸料可压平热轧钢板的剪裁扭曲不直度，更主要的是可以避免大于3mm厚度的中厚板在刚性（固定卸料板）卸料时发出的冲击噪声。该冲模采用成形侧刃与导正销配套，对送进条料进距S限位，并在落料之前用导正销校准定位，确保工件内孔与六角形外廓的同轴度，故不会出现偏心孔六角螺母。

实例12

图3-43所示为挡板连续光洁冲裁模。

冲裁件尺寸精度要求高，其两个长孔的孔壁要求表面粗糙度Ra≤1.6μm，对于t=2mm的冲裁件，普通冲裁达不到。为此，决定采用微间隙圆刃口光洁冲裁解决。该零件的圆孔与外形对冲切面要求一般，可按普通冲裁考虑。但工件要求平整，平面度好。

图3-43 挡板连续光洁冲裁模

1—光洁冲孔凸模 2—冲小孔凸模 3—橡胶体 4—卸料板 5—落料凸模 6—导料板 7—凹模 8—垫板 9—弹顶器 10—顶杆 11—顶块 12—固定挡料销 13—始用挡料装置 14—导正销 15—小导套 16—小导柱 17—固定板 18—垫板

分析该冲裁件的冲裁工艺性可知：

1）长孔边缘最小壁厚b_min≤2mm，与其料厚t相等，孔长L=10.1mm而且两孔并列。由于在分序多模加工中，冲长孔会使其边壁变形，以及在复合冲裁中，因凸凹模壁厚过于薄弱，缩短冲模寿命，因此，采用分工步先冲孔后落料，连续冲裁为宜。

2）在连续冲裁的冲孔工步中，冲两个长孔的凸模与凹模，冲裁间隙等按光洁冲裁设计，其余孔及落料，都按普通冲裁设计。

3）光洁冲裁的基本工艺参数：冲裁间隙C≤0.01mm而与冲裁材料及其料厚无关；冲孔凸模刃口为小圆角刃口，取其圆角半径R=0.1～0.2mm。

4）为保证冲裁件孔与外廓的同轴度，在落料凸模上安装导正销，靠第一工位冲出的两圆孔校准送料进距S，公差≤0.04mm。

5）因使用板裁条料、手工送料冲压。冲模采用固定挡料销与始用挡料装置配套构成其送料定位系统。

6）为确保光洁冲裁凸模具有更准确导向，保持始终具有均匀一致的光洁冲孔间隙，在冲模的凸模固定板上装有一对小导柱，并与装在卸料板上的一对小导套匹配，构成模芯第二层精密导向系统。

7）冲两个Φ2.6mm的小圆孔凸模要加粗杆部成二台阶式标准结构形式。

8）卸料板变成导板，对加固后的凸模，进行准确导向。其与凸模的匹配模孔，也做成台阶式，并按基轴制h6/H7配合要求加工。

9）冲裁件材料为08F钢板，适于光洁冲裁。一般光洁冲裁的冲切面表面粗糙度值Ra≤0.8μm。加工中要给予适当润滑，效果更好。

10）采用下部弹顶压料冲裁和模上出件，确保冲裁件平整、平面度达到技术要求。