淺論幾種冷壓模具的結構

關鍵詞：冷卻壓模具，結構

經過多年冷衝壓模具的設計實踐使我深深體會到，設計的冷衝壓模具的結構是否合理，是否好用，對能否生產出合格的工件，開發的新產品能否成功，是至關重要的。一套模具，結構簡單的不過幾十個零部件組成。但是，我們絕不能小看它。在剛開始設計時，是選何種模具結構形式，是選正裝模具結構（即凹模安裝在下模座上）呢？還是倒（反）裝模具結構（即凸模安裝在下模座上）？是選單工序模具結構呢？還是選複合模具結構？這是擺在我們每個模具工作者面前的一個非常值得深入探討的話題，這裡面是大有文章可做的。

1 何時選用正裝模具結構（由於加精度要求不高，生產批量不大的工件，在很多生產企業都普遍存在。故只討論無導向裝置的單工序模）

1.1 正裝模具的結構特點

正裝模具的結構特點是凹模安裝在下模座上。故無論是工件的落料、衝孔，還是其它一些工序，工件或廢料能非常方便的落入衝床工作臺上的廢料孔中。因此在設計正裝模具時，就不必考慮工件或廢料的流向。因而使設計出的模具結構非常簡單，非常實用。

1.2 正裝模具結構的優點

（1）因模具結構簡單，可縮短模具製造週期，有利於新產品的研製與開發。

（2）使用及維修都較方便。

（3）安裝與調整凸、凹模間隙較方便（相對倒裝模具而言）。

（4）模具製造成本低，有利於提高企業的經濟效益。

（5）由於在整個拉伸過程中，始終存在著壓邊力，所以適用於非旋轉體件的拉抻（參看五金科技，1997；6：42～44）。

1.3 正裝模具結構的缺點

（1）由於工件或廢料在凹模孔內的積聚，增加了凹模孔內的小組漲力。因此凹必須增加壁厚，以提高強度。

（2）由於工件或廢料在凹模孔內的積聚，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製作週期，又嗇了模具的加工費用。

1.4 正裝模具結構的選用原則

綜上所述可知，我們在設計沖模時，應遵循的設計原則是：應優先選用正裝模具結構。只有在正裝模具結構下能滿足工件技術要求時，才可以考慮採用其它形式的模具結構。

2 何時選用倒（反）裝模具結構

2.1 倒裝模具的結構特點

倒裝模具的結構特點是凸模安裝在下模座上，故我們就必須採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的工件或廢件從孔中排出的問題。圖1這套倒裝模是利用衝床上的打料裝置，通過打料杆9將工件或廢料打下，在打料杆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。另外需注意的一點就是，當衝床滑塊處於死點時，卸料圈5的上頂面，應比凸模高出約0.20～0.30mm。即必須將坯料壓緊後，再進行衝裁。以免坯料或工件在衝裁時移動，達不到精度要求。

1.上模座 2.頂杆 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打料杆   10.上模座

2.2 倒裝模具結構的優點

（1）由於採用彈壓卸料裝置，使衝製出的工件平整，表面質量好。

（2）由於採用打料杆將工件或廢料從凹模孔中打下，因而工件或廢料不在凹模孔內積聚，可減少工件可廢料對孔的漲力。從而可減少凹模的壁厚，使凹模的外形尺寸縮小，節約模具材料。

（3）由於工件或廢料不在凹模孔內積聚，可減少工件或廢料對模刃口的磨損，減少凹模的刃磨次數，從而提高了凹模的使用壽命。

（4）由於工件或廢料不在凹模也內積聚，因此也就沒有必要加工凹模的反面孔（出料孔）。可縮短模具製作週期，降低模具加工費用。

（5）由於壓邊力只在平板坯料沒有完全被拉入凹模前起作用，所以適用於旋轉體體的拉伸。如圖2中的圓筒形件（參看五金科技，1997；6：42～44）。

2.3 倒裝模具結構的缺點

（1）模具結構較複雜（相對正裝模具而言）。

（2）安裝與調整凸凹模之間的間隙較困難（相對正裝模而言）。

（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 倒裝模具結構的選用原則

綜上所述可知，只有當工件表面要求平整、外形輪廓較複雜、外形輪廓不對稱、或坯料較薄時的衝裁，以及旋轉體件拉伸時，才選用倒裝模具結構。

3 何時選用單工序模具結構

3.1 單工序模具結構的特點

所謂單工序模具結構，就是在衝床的一次行程內，只能完成一道工序。
3.2 單工序模具結構的優點

（1）模具結構簡單，製造週期短，加工成本低；

（2）模具通用性好，不受衝壓件尺寸的限制即適合於中小型衝壓的生產；也適合於一些外形尺寸較大、厚度較厚的衝壓件的生產。

3.3 單工序模具結構的缺點

（1）製件精度不高；

（2）生產效率低。

3.4 單工序模具結構的選用原則

綜上所述可知，對一些精度要求不高，生產批量不大的工件，採用單工序模具還是比較合適的。尤其是現在我們國家實行的是社會主義市場經濟。新產品的開發與研製對每個企業來說，都是至關重要的。而對一些需要衝壓生產的新產品來說，就提出了一個要求：要求研製週期短，開發速度快，製造成本低。因內有這樣開發出的磨擦產品才能迅速佔領市場。而在這一點上，單工序模具就更能滿足這一要求，所以就顯得更實用一些。

4 何時選用複合模具結構

4.1 複合模具結構的特點

所謂複合模具結構，就是在衝床的一次行程內，完成兩道以上的衝壓工序。在完成這些工序過程中，衝件材料無需進給移動。圖 2就是一套落料、拉伸的圓筒形件的複合模具。這套模具的工藝流程必須是先落料、後拉伸。因只有這樣才不致於使圓筒形件拉裂。為保證這一工藝流程的順利進行，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）。另外需注意的一點就是，當衝床滑塊處於上死點時，壓邊圈3的上頂面，應比落料凹模2的高度h1，高出約0.20～0.30mm。即必須將坯料壓緊，再進行衝裁。在整個衝壓過程中，壓邊圈3起的作用是，在衝裁開始時，先將坯料壓緊；而當拉伸完成後，又將工件6從拉伸凸模4下頂出。即一個零部件在一套模具中起到兩種作用。另外打料板8在這套複合模中起到的作用，與《對幾種拉伸模具結構的探討》）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。總之，出發點只有一個，即為了使設計出的模具結構簡單、實用，就應最大限度的發揮每一個零部件的功能。

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.頂杆

4.2 複合模具結構的優點

（1）製件精度高。由於是在衝床的一次行程內，完成數道衝壓工序。因而不存在累積定位誤差。使衝出的製件內外形相對位置及各件的尺寸一致性非常好，製件平直。適宜衝制薄料和脆性或軟質材料。

（2）生產效率高。

（3）模具結構緊湊，面積較小。

4.3 複合模具結構的缺點

（1）凸凹模璧厚不能太薄（外形與內形、內形與內形），以免影響強度。

（2）凸凹模刃磨有時不方便。尤其是在凸凹模即衝裁，又成形的情況時。如圖2中的凸凹模5（如生產批量大，條件許可時，可將凸凹模刃口部分和盛開部分分開設計）。

4.4 複合模具結構的選用原則

綜上所述可知，只有當製件精度要求高，生產批量大，表面要求平整時，才選用複合模具結構。

5 結束語

通過以上對幾種模具結構的分析、比較，我們可以看出。模具結構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。因此我們在選用模具結構時，應根據各種模具的結構形式，權衡利弊，綜合加以考慮。絕不能根據條條、框框，生搬硬套。應充分根據每個生產企業的生產規模、衝壓裝置狀況和模具加工能力的實際情況，靈活掌握。總之，只要我們每個模具工作者互相交流經驗，取長補短、敢於創新、敢於探索、勇於實踐，就一定會有許多結構新穎、簡單、使用維修方便、操作安全的模具結構湧現出來。