基于模具的固定零件設(shè)計(jì)

◎ 徐美玲

模具作為重要的生產(chǎn)工藝裝備，在現(xiàn)代工業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重大作用。通過(guò)模具進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)，具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、成本低等顯著特點(diǎn)，在機(jī)械制造機(jī)電設(shè)備等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，被贊為“制造業(yè)之母”。固定零件設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的重要組成部分，本文就此進(jìn)行研究。

一、模架

一般模架是由上模座、下模座、模柄以及導(dǎo)向裝置組成。模架是整副模具的支持，承擔(dān)沖裁中的全部載荷，模具的所有零件都以不同的方式直接固定或間接固定在模架上。模架的上模座通過(guò)模柄和壓力機(jī)滑塊相連，下模座一般以螺釘壓板固定在壓力機(jī)操作臺(tái)上。上下模座依靠導(dǎo)向裝置保持精確定位，主導(dǎo)凸模運(yùn)動(dòng)，保證沖裁的間隙均勻。模架由專業(yè)模具特別是模架生產(chǎn)廠家生產(chǎn)。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須按照凹模的周界尺寸選擇標(biāo)準(zhǔn)模架。

1.對(duì)模架的基本技術(shù)要求。

（1）必須有標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)度與剛度。

（2）必須有規(guī)定的精度，（例如上、下模座必須平行，導(dǎo)柱、導(dǎo)套中心必須與上、下模座垂直，模柄必須與上模座垂直等等）。

（3）上、下模之間的導(dǎo)向必須精確（導(dǎo)向件之間的間隙必須很小，上、下模之間的移動(dòng)必須平穩(wěn)）。

2.模架形式。

在標(biāo)準(zhǔn)模架中，使用最廣的是用導(dǎo)柱、導(dǎo)套作為導(dǎo)向裝置的模架。按照導(dǎo)柱、導(dǎo)套位置的差異，模架具有以下幾種基本形式，如圖1所示。

圖1 模架的基本形式

（1）后側(cè)導(dǎo)柱模架。如圖1（a）所示，后側(cè)導(dǎo)柱模架的兩個(gè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套安設(shè)于模架后側(cè)，能實(shí)現(xiàn)縱向、橫向送料，送料比較方便。而因其導(dǎo)柱、導(dǎo)套偏置，容易導(dǎo)致單選磨損，不利于做浮動(dòng)模柄的模具。

（2）中間導(dǎo)柱模架。如圖1（b）所示，中間導(dǎo)柱模架的一雙導(dǎo)柱、導(dǎo)套位于模具左右對(duì)稱線上，受力比較均衡，但僅能沿前后單方向送料。

（3）對(duì)角導(dǎo)柱模架。如圖1（c）所示，對(duì)角導(dǎo)柱模架的兩個(gè)導(dǎo)柱、導(dǎo)套布置于模具的對(duì)角線上，不僅受力比較均衡，而且能進(jìn)行縱、橫雙向送料。

（4）四導(dǎo)柱模架。如圖1（d）所示，四導(dǎo)柱模架具有4個(gè)沿四角分布的導(dǎo)柱、導(dǎo)套，不但受力比較均衡，導(dǎo)向功能較強(qiáng)，而且剛度較大，適用于較大型的模具。

3.導(dǎo)柱與導(dǎo)套。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須保證沖模在最低操作位置即閉合位置時(shí)，導(dǎo)柱上端面與上模座頂面為10mm-15mm距離，下模座底面與導(dǎo)柱底面為0。5mm-1mm距離，H為模具的閉合高度，如圖2所示。導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合精度應(yīng)按照沖裁模的精度、模具壽命、間隙的大小選擇。在沖裁的板料較薄，而模具精度、壽命都較高時(shí)，選H6/h5配合的I級(jí)精度模架；在沖裁的板料較厚時(shí)，選H7/h6配合的II級(jí)精度模架。

圖2 導(dǎo)柱長(zhǎng)度與上、下模座的關(guān)系

4.模柄。沖模的上模是經(jīng)模柄安裝在沖床滑塊上的。模柄的形式較多，經(jīng)常使用的主要有整體式的、壓入式的、旋入式的、螺釘固定式的、浮動(dòng)式的幾種結(jié)構(gòu)形式。浮動(dòng)式模柄結(jié)構(gòu)經(jīng)常用在沖裁精度較高的薄板工件及滾動(dòng)導(dǎo)柱導(dǎo)向的模具，這類模柄在沖裁時(shí)，能消除壓力機(jī)導(dǎo)軌對(duì)沖模導(dǎo)向精度的影響，提高了沖裁精度，但加工制造復(fù)雜。

二、墊板

墊板直接承受和擴(kuò)散凸模傳遞的壓力，以降低模座承受的單位壓力，避免模座被壓出凹坑，負(fù)面影響凸模的正常工作。墊板外形尺寸多與凹模周界適合，它的厚度通常取3mm-10mm，為便于模具裝配，墊板上銷釘通過(guò)孔直徑應(yīng)該比銷釘直徑增大0.3mm-0.5mm。墊板材料通常選T7、T8或45鋼制成，T7、T8淬火硬度以52HRC-56HRC為宜，45鋼淬火硬度以43HRC-48HRC為宜。

設(shè)計(jì)復(fù)合模，凸凹模與模座之間應(yīng)該加裝墊板。

三、固定板

在沖裁模中，凸模、凸凹模、鑲塊凸模與凹模必須是通過(guò)與固定板吻合安裝在模座上的。固定板的周界尺寸與凹模相同，它的厚度須為凹模厚度的0.8倍-0.9倍。凸模固定板上的各型孔位置都與凹?？讓?duì)應(yīng)，與凸模采用過(guò)渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后把凸模端面與固定板磨平。固定板通常選用Q235制作，也可用45鋼。

四、緊固件

模具中的緊固零件一般包括螺釘、銷釘?shù)?。螺釘主要連接沖模中的各零件，使其成為整體，而銷釘則起定位作用。螺釘選用內(nèi)六角螺釘最佳，這種螺釘具有緊固牢靠的優(yōu)點(diǎn)，因其螺釘頭埋入模板內(nèi)，因此，模具的外形美觀，裝拆空間小。銷釘采用圓柱銷，在設(shè)計(jì)時(shí)，圓柱銷不可少于兩個(gè)。

銷釘與螺釘?shù)木嚯x不可過(guò)小，以避免強(qiáng)度降低。模具中螺釘，銷釘?shù)囊?guī)格、數(shù)量、距離尺寸等在選用時(shí)，可參考國(guó)標(biāo)中冷沖模典型組合，結(jié)合模具設(shè)計(jì)的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。