沖裁模整體式凹模水平布局和尺寸確定的一種簡化方法

宋寧 郭容 劉咸超 樊東升 曾欣 楊宇

摘 要：通過分析沖裁模整體式凹模的設計要求，利用最小包圍框代替凹模刃口的方法，簡化了凹模水平布局設計過程。

關鍵詞：沖裁模；整體式凹模；尺寸；布局；簡化

1 前言

整體式凹模是沖裁凹模常見的一種形式。

凹模的水平尺寸的設計計算是一個非常重要的環節，它不僅影響到凹模板尺寸的確定，還關聯到卸料板、導料板、凸模固定板、墊板以及模架的設計和選用以及模具的壽命。

確定凹模的水平尺寸，需要考慮刃口形狀，多刃口的布局，刃口壁厚強度，螺釘、銷釘的間距限制等多方面的內容，因此對于沖壓模具設計的初學者來說，很難全面考慮各方面的需求，設計出合理的凹模。

本文嘗試討論和設計一種既能滿足整體式沖裁凹模設計的要求，又便于初學者掌握和操作的簡化設計方法。

2 沖裁模整體式凹模設計要求與內容

在沖裁模的整體式凹模設計過程中，水平尺寸的確定要滿足以下要求：

1、必須保證凹模刃口有足夠的強度，即保證必要的凹模壁厚。凹模的壁厚按下面的經驗公式計算

2、必須要保證螺釘過孔、螺紋孔和銷釘孔以及零件外邊緣制件的尺寸要滿足一定的厚度要求。②

因此，設計整體式沖裁凹模的過程中，要解決的問題主要是：①在保證凹模強度的前提下，合理確定螺紋孔、螺釘過孔、銷釘孔以及其它結構的位置；②確定凹模的尺寸。當刃口的布局和刃口形狀比較簡單時，孔和其他零件特征距離凹模刃口的尺寸比較容易確定；但當刃口形狀比較復雜或刃口布局比較復雜時，往往很難確定這些特征到刃口的距離。

3 設計方法的簡化

在實際設計操作中，由于我們一般不會迫于將孔設置在刃口附近的狹小區域，因此設計過程可以簡化如下（圖2）：

（1）計算或查表確定凹模壁厚c、凹模上最大的孔的半徑rmax和孔到邊緣的最小安全壁厚smin；

（2）繪制能包容所有凹模刃口的最小包圍框c0。根據刃口形狀和布局特征，包圍框形狀可以是矩形、圓或其他簡單的形狀。

（3）c0外距離為C+rmax的位置畫出線框c1，c1以外的區域即為可以布置螺釘和銷釘所在位置；

（4）確定螺釘過孔、螺紋孔、銷釘孔等特征的位置之后，距離最外的面的特征距離為rmax+smin外即凹模邊界。

4 結論

通過對沖裁模整體式凹模水平布局設計要求的分析，使用最小包圍框替代凹模刃口的方式，簡化了凹模水平布局的設計，給初學者設計整體式沖裁凹模帶來了極大的便利。這種設計方法會稍微增大凹模的尺寸，但是凹模的尺寸增大提高了凹模的強度，讓凹模偏于安全。因此這種設計方法具有很強的可行性。

參考文獻

[1]肖祥芷，王孝培.模具設計大典：第3卷 沖壓模具設計[M].第1版.南昌：江西科學技術出版社，2003年1月1日.

[2]王鵬駒，成虹.沖壓模具設計師手冊[M].第1版.北京：機械工業出版社， 2009年1月1日.

作者簡介

宋寧（1985-），男，貴州赫章人，學歷：學士，職稱：助教，研究方向為計算機輔助沖壓模具設計。