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有关精冲模设计，已经在出版的“简明精冲手册”以及国内外有关的技术文献中都有详细介绍。
这里仅仅是一个设计提纲供大家参考。让我们互相学习，共同交流，为精冲技术的发展而努力。
下面仅以固定凸模式模具为例，说明在设计各主要元件，应注意的问题。 |
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1、精冲机吨位选择
精冲件所需总压力：
FT=FS+FG+FR
FS—冲裁力，FG—反顶力 FR—齿圈力
但当前随着新产品不断日新月异，生产技术要求精冲件有很多压印或挤压工艺，如何考虑压印或挤压力。
一般，挤压压力与挤压面积、挤压深度和材料变形程度等因素有关。
挤压力经验公式
FP=A×f×Rm×（1+hp/s）
A—压印的投形面积
f—抗拉强度系数
Rm—抗拉强度
hp—压印深度
S—材料厚度
在使用上述公式计算挤压力FP时发现，当材料的变形程度＞20%时，所得挤压力与实际所需相差很大。如图1所示，直径26mm，料厚7mm，挤压深度3.5mm材料AiSiC1008时。
 图1
其计算值为：
FP≈40T
而实际挤压力FP≈110T
因此，当有挤压工序的工件，在考虑所需挤压力时，根据材料的相对变形程度，（当∑＞20%时），对该公式作必要的修正。
FP=A×F×E×RM×（1+HPS）
E—相对变形程度E的系数。
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2、精冲模架选择
在工作中固定凸模式模架有双导柱和四导柱两种模架。
2.1 双导柱模架选择
2.1.1 工件几何形状为全对称，或变曲对称。
2.1.2 工件有效工作直径在50~60的范围内。
2.1.3 材料厚度至8MM以下。
2.1.4 各限之间偏裁不大于25%的非对称件。
2.1.5 工件为板小件，工步以2—3步的连续模
2.2 四导柱模架选择
除采用双导柱模架条件以外的情况均采用四导柱模架。
至于凹模板，固定板，齿圈板，垫板等零件都已标准化。凸模也有固定的形式。 |
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3、传力杆
传力杆至精冲模中的作用是传递各项压力，必要时需进行许可页截计算。
P=FD
P—传力杆许可页荷
D—传力杆直径
—单位面积上的许可截
3.1 下传力杆
3.1.1 下传力分布
下传力捍的分布，应以最大可能达到对称，均衡要求。
3.1.2 下传力杆直径，在顶件的空间允许的情况下直径越来越好，不宜采用，直径3MM的顶杆。如果此处必须设置顶杆，应作技术处理（如异形杆）。
3.1.3 由于FELNTOOL、SCHMID，精冲模架结构的特点，采用该模架，设计挤压工件时，必须设计支承杆（见图2），支承杆的放置，应在挤压位置的中心。以保证挤压厚度尺寸的精度。
3.2 上传力杆
3.2.1 上传力杆分布
上传力杆的分布，同样应以对称，均衡原则进行布置。
3.2.2 上传力杆直径力求相同
3.2.3 上传力杆的位置，尽可以地接近主凸模外廓，其距离为1～2。
3.2.4 上支承杆设计同下传力杆要求一样。 |
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4、平衡杆
在连续模冲裁过程中，一般情况下各工步向下移动的行程高度是不同的，各外传力杆下移高度也不同。
由此造成承压圈内的承压块受力不均，承压块产生倾斜。另外第一次冲裁时，使齿圈板受力不均，造成小凸模断裂。故至连续模中平衡杆的设立是不可缺少的。
4.1 平衡杆设计
平衡杆应对称分布一般可采用2根，当工件步距较大或多工位连续模应采用4根平衡杆。它的位置应在条料宽度以外，一般最小距离为2MM，有挤压工步的最小距离为5MM。
4.2 平衡杆高度4H（见图3）
4H=（VU+S-F）
VU—顶件的凹模平面尺寸
S—条料最小厚度
F—系数（见简明精冲手册）
4．2下平衡杆结构
结构形式见图3 |
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5、闭锁销
至连续模冲裁过程中，有较大的模向力，为防止上下偏移，保证凸，凹模间隙，闭锁销的设计，也是不可缺少的。
5.1 闭锁销的设计
一般情况下采用对称均匀分布。放置在条料两侧，但当闭锁销挡体工件或废料排出时，也可将它设计在条料一侧（即操作员侧）
5.2 闭锁销有效长度L2（见图4）
L2=S+10+×+Y
S—条料厚度 X Y—闭锁销侧角尺寸 |
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6、 平衡块（或齿圈保护）
连续模在条料的开头或末尾，为使齿圈板不致倾斜，必须设置平衡块。在有齿圈时，它同时可以防止齿圈与凹模或上，下齿圈在合模时相撞，造成损坏。（见图5）
6.1 平衡块高度Amax
平衡块为一组四件，其形状可作成元柱形或方柱形。设置成对称分布。
Amax=Smin-（0.002-0.005）
Smin—材料最小厚度
6.2 平衡块高度AMAX的控制
由公式可知，Amax一定要比条料最小厚度小。
由于每批条料的厚度变化，平衡块高度（Amax）至试模时往往需要修磨，以达到上述要求。为了拆装方便应将平衡块的紧固螺钉，设计在齿圈板下方，以便试模时，在机床上好装卸。 |
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7、异正销
7.1 异正销设计
异正销直径的大小与冲裁料厚有关，异正销的配合。
D2×5，Dmin=5mm
S—料厚
7.2 异正销的凸模与凹模冲裁间隙
异正销的孔无需精冲，在冲其孔时其间隙值可取普通冲裁，双向间隙 选取：
Z=2（0.01S）
7.3 异正销配合孔外倒角
由于异正销孔的冲裁使用普通间隙，这时产生的毛刺很多，至连续冲裁中毛刺被压平，往往卡在异正销上，出现退料困难， 的条料会被拉弯。为了毛刺不被挤压，异正销配合孔端应倒角。 |
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8、导料销
材料异料销的配合要求（见图7）
这里需要提示：材料异料销与齿圈板配合精度不可忽视，间隙超过0.2mm以来，条料在送料时会产生很大的偏斜，搭边变化很大，造成工件局部断面质量恶化。 |
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9、弹簧顶销
弹簧顶销是用来消除工件在顶件 上的附作力，以便用压缩空气吹出工件。因其作用在图纸上反映不明显，绘图时往往被遗漏，所以在绘制总图时，就在确定位置上首先注上标记，等待以后细化 |
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10、精冲间隙值
一般精冲技术文献都标明精冲间单边隙值SP均为0.5%S
笔者认为这个0.5与间隙值，是在精冲压力机、精冲模制造精度，精冲材料的质量，生产中的润滑条件，操作员技术水平都很理想的状态下提出的。
一般企业很少能达到以上要求进行生产，0.5%S的间隙值在实际使用中，反而容易产生凸模与凹模，局部快速磨损，不利提高模具使用寿命。
现将黑色金属精冲间隙值推荐为下：
S=1.35～1.5 SP=0.7%S
S=1.5～3.8 SP=0.8%～1.3%S
S=3.8～8 SP=0.8%～1.4%S
总之，设计精冲模除以上叙述各元件的注意事项外，还应考虑以下几点：
1） 模具零件加工工艺性
2） 模具零件检测方法
3） 模具装配，试模可行性
4） 模具主要元件、凸模、凹模的可靠性
5） 模具安装和维修
6） 模具运输中安全 |
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高级工程师 陶家运
2004/02/10 |
