连续精密冲压模具凹模的结构设计

［关键词］ 冲压; 模具; 凹模

连续冲压模具在现代零件生产中的应用越来越多，地位也越来越突出。金属薄材的精密冲压成形，是绝大多数现代电子产品零件生产的必经之路，而其模具的结构设计，特别是工作零件凹模的结构设计就显得尤为重要。

凹模的结构设计是指其外部形状结构与内孔 ( 刃口) 的结构设计。按外形结构，凹模有整体式、分体式及镶拼式三种。

凹模的外形结构一般设计为长方体，以方便加工、维修及安装时的防呆。凹模外形做成其他形状加工难度大，维修时移位困难，给操作者带来定位与控位不便。

整体式凹模结构形式有挂肩式( 图 1A) 与直通式( 图 1B) 。挂肩式凹模在维修与更换时需要拆开模板，这样会影响模具的精度与寿命，且连续冲压模工位比较多，拆卸还会影响到其他工位，因此这种结构在多工位连续模中很少应用。直通凹模一般设计用导料板等压住，以防止上模回程时跳出。

图 1 凹模外形结构图

( 1) 凹模底部做高 2mm，内凹 0． 02mm 的引导裙( 图 2A)

图 2 凹模安装引导结构图

冲压模具下模部分一般由下模座板、下模垫板和凹模固定板组成，要不拆模板而取出凹模，只有从下模座板一侧用顶杆顶出，可凹模硬度高、脆性大，不能直接顶出，也没有位置可顶，许多公司就在凹模侧面加置两块 4． 0mm 厚楔块( 图 3) ，楔块底下的垫板与下模座板分别设置 3． 5mm 的工艺孔，以利 3． 0mm 顶杆插入顶出楔块( 图 4) ，楔块一顶出，凹模就能顺利取出了。

图 3 凹模用楔块结图

图4 凹模拆卸结构图

现代生产集中程度越来越高，对模具精度与寿命要求也日益提高。电子通信类的小五金冲模寿命一般要达到 100kk，而端子模具寿命要达到 500kk。为了保证凹模在使用中的合理寿命，日本与我国台湾的许多公司将凹模厚度少做 2mm，而做 11 块垫 ( 图 5) 。垫片厚度要求非常精密，从 2. 000mm 到 3. 000mm，每块厚度相差 0． 010mm，这样在维修凹模将磨损或崩裂的刃口部分磨低时，只需找到对应高度的垫片在底下垫起来就可以了。当然这样要求每次对凹模的磨去部分必须是 0． 010mm 的整数倍，不允许磨垫片，垫片可供多个凹模重复使用。这种方式既能方便维修也易保证垫高时平稳，如果裁用矽钢片去垫，操作麻烦还很难垫平。

图 5 凹模其他结构图

( 2) 产品下料圆角太小( Ｒ 小于 0． 12mm) ，线切割时金属丝半径不能太小，小了张力大金属丝易断，张力小放电吹力会把金属丝吹弯，影响加工精度和质量。这时也会把凹模设计成分体，使刃口可以用磨床加工，这样的圆角可以加工到 Ｒ 小于 0． 05mm( 图 6) 。

图 6 凹模加工比较图

图 7 凹模分体结构图

( 4) 凹模刃口形状太简单如圆形，现代高速模具中常常把凹模做成分体，防止跳屑。

模具有易损部位或者独立结构时，经常会把该部位做成镶拼结构［2］，以便于加工、维修与更换。图 8 中镶块为独立结构，单独加工后与主体部分组装成一体。

图 8 凹模镶拼结构图

凹模的刃口结构在冲压模具教材中有五种形式［3］( 图 9) 。

图 9 凹模刃口结构图

( 4) E 型结构刃口除了简单的圆形外，其他形状下面的沉孔很难加工，若强行从背面电火花加工，会增加不少成本，还会延长加工需要的时间。有的厂家为了加工方便，把 E 型结构做成上面 6mm 厚的硬质合金，下面用合金模具钢做垫块( 图 10) ，虽然这样加工比较方便，但是硬质合金块厚度不足易导致跳出。

( 5) B 型结构中，刃口垂直深度根据工件不同一般取 2 －3mm，下面的落料斜度五金模具可取 30’左右，端子模具可取 15’左右，日本的精密端子模具斜度取到 6’。通过比较，只有 B 型结构最常应用，也最合理。