基于模具的固定零件設計

◎ 徐美玲

模具作為重要的生產工藝裝備，在現代工業的規模生產中日益發揮著重大作用。通過模具進行產品生產，具有優質、高效、節能、節材、成本低等顯著特點，在機械制造機電設備等領域得到了廣泛應用，被贊為“制造業之母”。固定零件設計是模具設計的重要組成部分，本文就此進行研究。

一、模架

一般模架是由上模座、下模座、模柄以及導向裝置組成。模架是整副模具的支持，承擔沖裁中的全部載荷，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。模架的上模座通過模柄和壓力機滑塊相連，下模座一般以螺釘壓板固定在壓力機操作臺上。上下模座依靠導向裝置保持精確定位，主導凸模運動，保證沖裁的間隙均勻。模架由專業模具特別是模架生產廠家生產。在進行模具設計時，必須按照凹模的周界尺寸選擇標準模架。

1.對模架的基本技術要求。

（1）必須有標準的強度與剛度。

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

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

2.模架形式。

在標準模架中，使用最廣的是用導柱、導套作為導向裝置的模架。按照導柱、導套位置的差異，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）后側導柱模架。如圖1（a）所示，后側導柱模架的兩個導柱、導套安設于模架后側，能實現縱向、橫向送料，送料比較方便。而因其導柱、導套偏置，容易導致單選磨損，不利于做浮動模柄的模具。

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

（3）對角導柱模架。如圖1（c）所示，對角導柱模架的兩個導柱、導套布置于模具的對角線上，不僅受力比較均衡，而且能進行縱、橫雙向送料。

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

3.導柱與導套。導柱的長度必須保證沖模在最低操作位置即閉合位置時，導柱上端面與上模座頂面為10mm-15mm距離，下模座底面與導柱底面為0。5mm-1mm距離，H為模具的閉合高度，如圖2所示。導柱導套的配合精度應按照沖裁模的精度、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，選H6/h5配合的I級精度模架；在沖裁的板料較厚時，選H7/h6配合的II級精度模架。

圖2 導柱長度與上、下模座的關系

4.模柄。沖模的上模是經模柄安裝在沖床滑塊上的。模柄的形式較多，經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、浮動式的幾種結構形式。浮動式模柄結構經常用在沖裁精度較高的薄板工件及滾動導柱導向的模具，這類模柄在沖裁時，能消除壓力機導軌對沖模導向精度的影響，提高了沖裁精度，但加工制造復雜。

二、墊板

墊板直接承受和擴散凸模傳遞的壓力，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，墊板上銷釘通過孔直徑應該比銷釘直徑增大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。

設計復合模，凸凹模與模座之間應該加裝墊板。

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?，與凸模采用過渡配合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、銷釘等。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。螺釘選用內六角螺釘最佳，這種螺釘具有緊固牢靠的優點，因其螺釘頭埋入模板內，因此，模具的外形美觀，裝拆空間小。銷釘采用圓柱銷，在設計時，圓柱銷不可少于兩個。

銷釘與螺釘的距離不可過小，以避免強度降低。模具中螺釘，銷釘的規格、數量、距離尺寸等在選用時，可參考國標中冷沖模典型組合，結合模具設計的實際情況進行設計。