2.4 選用典型組合標準設計法

2.4.1 相關標準中的典型結構組合

1）原JB/T 8065.1—1995《冷沖模固定卸料典型組合 無導柱縱向送料典型組合》。

2）原JB/T 8065.2—1995《冷沖模固定卸料典型組合 無導柱橫向送料典型組合》。

3）原JB/T 8065.3—1995《冷沖模固定卸料典型組合 縱向送料典型組合》。

4）原JB/T 8065.4—1995《冷沖模固定卸料典型組合 橫向送料典型組合》。

5）原JB/T 8066.1—1995《冷沖模彈壓卸料典型組合 縱向送料典型組合》。

6）原JB/T 8066.2—1995《冷沖模彈壓卸料典型組合 橫向送料典型組合》。

7）原JB/T 8067.1—1995《冷沖模復合模典型組合 矩形厚凹模典型組合》。

8）原JB/T 8067.2—1995《冷沖模復合模典型組合 矩形薄凹模典型組合》。

9）原JB/T 8067.3—1995《冷沖模復合模典型組合 圓形厚凹模典型組合》。

10）原JB/T 8067.4—1995《冷沖模復合模典型組合 圓形薄凹模典型組合》。

11）原JB/T 8068.1—1995《冷沖模導板模典型組合 縱向送料典型組合》。

12）原JB/T 8068.2—1995《冷沖模導板模典型組合 橫向送料典型組合》。

13）原JB/T 8068.3—1995《冷沖模導板模典型組合 彈壓縱向送料典型組合》。

14）原JB/T 8068.4—1995《冷沖模導板模典型組合 彈壓橫向送料典型組合》。

上述原機械行業標準的四大類14種沖模典型結構組合，每種均由多組規格可供設計選用。每種規格的成組配套零部件，均為標準件和半標準件，可以隨時在就近模具市場按要求購買。

2.4.2 設計步驟

1.確定沖模結構類型

沖模結構選型的主要依據如下所述：

（1）沖壓零件加工圖樣 其中，主要參數是：材料種類及料厚、尺寸及其精度、技術要求，以及經工藝分析后的沖壓加工難點。

（2）沖壓零件的工藝文件 包括：工藝流程圖、工藝過程卡、工藝設計與計算書及說明、沖模設計任務書等。

（3）初步選擇沖模的類型與結構 根據上述圖樣、工藝文件，針對沖壓工藝需要，按沖模設計任務書要求，在前述的14種沖模典型結構組合標準中，初步選擇沖模的類型與結構。

（4）對比確定。在初步選定沖模類型的過程中，應經過以下幾方面的對比后確定。

1）沖模要不要導向裝置及使用何種導向裝置。如果不要導向裝置，根據沖壓零件工藝要求、生產批量以及尺寸精度，可以用無導向沖模沖制，則只有兩種典型組合標準供選用，即原JB/T 8065.1—1995《冷沖模固定卸料典型組合 無導柱縱向送料典型組合》、原JB/T 8065.2—1995《冷沖模固定卸料典型組合 無導柱橫向送料典型組合》，兩種各33個規格可供設計選用。

如果必須具有導向裝置，有導板導向、導柱導套導向及導板與導柱導套組合導向三種結構形式供選擇。

使用導板導向的沖模是指固定卸料導板式沖模，通常推薦可沖裁料厚t為0.6～6mm，最大沖裁件尺寸不大于200mm，沖壓精度低于IT10。沖模體積小，結構緊湊，操作安全，沖壓噪聲小。

使用導柱導套導向的沖模，通常指用滑動導向導柱模架，有固定卸料或彈壓卸料的各種結構形式的沖模，沖裁料厚t為0.05～16mm，最大沖裁件尺寸一般不大于250mm，最高沖壓精度為IT10～IT14，使用廣泛。

所謂導板與導柱模架組合導向的沖模，是指滑動導向導柱模架彈壓卸料導板式結構高精度沖模。這種結構的沖模可沖制薄料、超薄料高精度沖壓零件，如料厚t為0.05～<0.5mm的超薄料高精度沖壓零件的沖制，也可以對厚料沖裁及光潔沖孔加工，包括沖孔直徑d≤t及d≥0.4mm的深孔與小孔沖制。

2）沖模的導向裝置與結構類型。用導板導向的固定卸料導板式沖模，可選用典型組合標準是：原JB/T8068.1—1995《冷沖模導板模典型組合 縱向送料典型組合》、原JB/T8068.2—1995《冷沖模導板模典型組合 橫向送料典型組合》，兩種各17個規格，共34個規格可供選用。

用滑動導向導柱模架的沖模，有以下8種結構形式的典型組合標準可供選用：①原JB/T 8065.3—1995《冷沖模固定卸料典型組合 縱向送料典型組合》、原JB/T 8065.4—1995《冷沖模固定卸料典型組合 橫向送料典型組合》，兩種各33個規格，共66個規格可供選用；②原JB/T 8066.1—1995《冷沖模彈壓卸料典型組合 縱向送料典型組合》、原JB/T 8066.2—1995《冷沖模彈壓卸料典型組合 橫向送料典型組合》，兩種各33個規格，共66個規格可供選用；③原JB/T 8067.1—1995《冷沖模復合模典型結構 矩形厚凹模典型組合》、原JB/T 8067.2—1995《冷沖模復合模典型結構 矩形薄凹模典型組合》，兩種各33個規格，共66個規格可供選用；④原JB/T 8067.3—1995《冷沖模復合模典型結構 圓形厚凹模典型組合》、原JB/T 8067.4—1995《冷沖模復合模典型結構 圓形薄凹模典型組合》，兩種各33個規格，共66個規格可供選用。

用導板與導柱模架組合導向的滑動導向導柱模架、彈壓卸料導板式沖模，有兩種結構形式可供選擇，即原JB/T 8068.3—1995《冷沖模導板模典型結構 彈壓縱向送料典型組合》、原JB/T 8068.4—1995《冷沖模導板模典型結構 彈壓橫向送料典型組合》，兩種各18個規格，共36個規格可供設計選用。

3）確定使用卸料方式。典型組合標準中，有彈壓卸料、固定卸料兩種方式，都使卸料板強制從凸模上卸下板料。彈壓卸料板是校平板料后沖裁，工件不會拱彎而較平整，而且卸料是用彈性元件逐漸施壓柔性卸料，不產生沖擊噪聲，一般用于t≤1mm的薄料，以及彈性大、原本有軋制圓弧及需要校平后沖裁而獲取較高尺寸精度的沖裁件。

固定卸料屬于剛性沖擊卸料，大多數用固定卸料板，而且固定卸料塊、卸料鉤等是大尺寸、厚料沖裁中經常采用的卸料裝置。固定卸料的沖壓零件，會產生拱彎并伴隨有較大的彈性變形和沖擊噪聲。t＞1mm料厚的平板沖裁件，尤其是t＞3mm的中厚板沖裁件，以及精度不高的、1mm以上料厚的薄板沖裁件也常采用固定卸料。卸料板結構簡單，造價也低，使用可靠。

4）確定使用模架的結構形式及精度等級。需要配用模架的所有典型組合標準中，沒有規定配用模架類型及其結構形式，只規定了每個規格配用模架的最小閉合高度與最大閉合高度。通常情況下，所有需配模架的典型組合均為普通全鋼沖模，除另有注明和特殊需要外，都配用不同精度等級的滑動導向導柱模架。至于何種沖模結構典型組合，配何種結構形式的模架，均由沖模設計人員根據需要確定。沖壓零件的工藝尺寸及精度，以及由其沖壓工藝確定的排樣圖設定的凹模周界，是確定選用模架規格及精度的主要因素。對于料厚t≤0.5mm的薄料與超薄料沖裁件，為確保上模芯對下模芯，尤其是小孔、深孔凸模對準其匹配凹模的導向，一般都選用I級精度，甚至超過I級精度，選O級高精度模架。

模架結構形式的選擇，主要與工藝排樣及其確定的送料方式、送料方向有關，模具附帶送料機構的安裝位置、橫向沖壓機構所需楔傳動系統的安裝位置與空間等，不得與模架導向零部件碰撞。此外，要考慮沖模能平穩運作。

2.確定已選定典型結構的標準規格

選擇合適規格，就是確定沖模的整體尺寸及其主要零部件尺寸及規格。

選定典型組合標準規格的依據如下：

1）沖裁零件的最大外廓尺寸：長×寬（L_件×B_件）、直徑（D_件）。

2）考慮搭邊、沿邊、凹模壁厚、導料板及側刃等零件安裝尺寸，計算出所需的凹模周界：長×寬（L×B）、直徑（D）。

3）沖壓零件的沖壓工藝過程及排樣圖。根據沖壓零件圖、排樣圖，以及選定的沖模典型組合標準規定的標準模具圖，便可方便地計算出沖模的凹模周界，即凹模在下模座上許用安裝的平面外廓尺寸L×B或D。有時，考慮在凹模表面安裝擋料銷、始用擋料裝置、擋料板、防護柵（屏）等，會對計算的L×B或D值稍加調整后確定。

按照最終確定的凹模周界尺寸，查相應典型組合標準，即獲得其標準規格及成套標準零部件的編號、名稱、數量、選用標準號及其具體尺寸。

3.繪制非標準及半標準零部件加工圖

通常非標準零件主要是凸模、凹模、凸凹模、非標準成形側刃；半標準件指待加工模孔的凸模固定板、固定卸料板、凹模板、導板、頂件器、卸料塊，以待加工漏件（廢料）孔的下模座和待加工安裝孔的上模座打料推卸系統等。

沖壓零件不同，沖壓工藝各異，選用的沖模典型結構組合標準也不同，故需要繪制的非標準及半標準零部件加工圖也完全不同。

（1）設計單工序沖模

1）非標準零部件圖：非圓斷面沖孔與落料凸模，彎曲、拉深、翻邊、壓波、打凸、壓印、壓花、沖擠及體積沖壓等成形作業單工序沖模的凸模與凹模，頂件器、防護柵（屏）、附設的自動或半自動送料、出件機構成套零部件。

2）半標準零部件：與凸模匹配的凹模板、凸模固定板、卸料板、導板的模孔、限位柱、定距套、彈性元件（彈簧、橡膠塊）。

（2）設計多工位連續模 除與上述單工序沖模相同的非標準零部件、半標準零部件外，視所設計沖模需要配套，繪制加工圖。所不同的是，連續模所需單工位沖裁、各種成形凸、凹模，頂（卸）件器，都是按工位成套設計。同時，連續沖裁模的凸模固定板、卸料板（導板）、凹模板大多為整體式結構，如需鑲拼也多采用整體或組合鑲塊嵌裝在凹模框內，故均可依一個整體考慮上述“三板”，即凸模固定板、卸料板（導板）、凹模板的統一基準的尺寸標注、與凸模配合精度等級，甚至可三板疊齊，一次由電火花線切割加工出凹模孔后，再分別按配合要求、間隙大小進行精加工。

有成形工位的連續式復合模，尤其需進行橫向沖壓的連續式復合模，成形工位如落料后彎曲、沖孔與落料后拉深等，這些工位均需按非標準設計。

（3）設計復合模。原JB/T 8067.1～4—1995給出了四種復合模典型結構；均為倒裝式結構形式。在選定冷沖模復合模典型結構組合標準及指定規格之后，還需要繪制如下零部件加工圖：

1）非標準零部件：異形凸模、凹模、凸凹模、頂（卸）件器、推卸頂桿與推板。

2）半標準零部件：與凸模、凸凹模匹配的凹模板、卸料板、固定板等。

繪制非標準與半標準零部件加工圖，必須按沖壓零件材料種類及力學性能、料厚等要素，查GB/T 16743—2010《沖裁間隙》，結合沖壓零件使用功能要求，合理確定沖裁間隙，再計算出沖模刃口與模腔制造尺寸與公差。根據沖模主要工作零件尺寸，按沖模結構與功能需要，確定其他結構零部件、定位系統零部件、推卸系統零部件，以及附設的送料、出件機構零部件尺寸與公差。

4.繪制沖模總裝配圖

根據選定典型組合標準示圖和已計算出的工藝數據，已繪出的非標準、半標準零部件圖，結合排樣圖，確定沖模的壓力中心、凹模的定位及檢測基準面，復核并糾正沖壓工藝計算中的遺漏與失誤，再著手繪制沖模的總裝配圖。

在沖模總裝圖繪制好后，在該圖顯著位置寫明沖模的主要技術規格與制造技術要求。

5.提高設計質量的措施

為了更好地應用典型組合標準設計法并提高設計質量，應采取如下措施：

1）事先編制《沖模設計與制造守則》，規定設計與制模流程，設計應完成的工作及達到的要求，規定采用標準及沖模結構形式、可預制的標準與半標準零部件，規定制模、總裝、試模、驗收、投產的工藝流程與驗收標準。該手冊發放至設計與制模工藝人員手中，并集中培訓、學習、宣貫，并認真執行。

2）強化設計程序及各程序交接方式，確保設計、校對、標準檢查、審核、批準各程序，并有糾正記錄和書面意見。

3）沖模主要零部件、輔助機構及橫向沖壓系統等應有設計說明書與設計計算書。

2.4.3 無導向固定卸料沖模結構設計

這類沖模的典型結構組合標準，按送料方向分兩種：無導柱縱向送料與橫向送料，兩種典型組合的構成完全相同，詳見原JB/T 8065.1—1995、原JB/T 8065.2—1995。

實例1

圖2-6所示為一套小型平板沖壓零件無導向固定卸料落料模。沖壓零件的基本形狀及其排樣圖均在其沖模總裝圖的俯視圖上表示清楚。排樣圖設計考慮沖壓零件細長而尺寸又小，采用交錯單列反身沖裁有搭邊排樣，設間隔兩個模位，一次落料兩件。既將兩模孔間距拉大，提高了凹模強度，也減少了結構廢料，提高了板材利用率。

該沖模采用縱向送料形式，用矩形側刃節制送進原材料的進距。側刃的切邊長度等于送料進距。送料時可以將條料（帶料）貼著凹模表面連續送入，進行不間斷沖壓，生產率較高。

實例2

圖2-7所示為孔板無導向固定卸料二工位連續沖裁模。該沖模采用橫向送料形式。與圖2-6沖模不同，它采用由始用擋料裝置與固定擋料銷、導正銷配套，構成其送料定位系統，送進原材料至各工位定位。不僅保證每個工位送料進距準確，還要保證沖孔與落料具有良好的同軸度。始用擋料裝置亦稱臨時擋料銷，控制每根條料首件先沖孔而后落料，使每根條料首件不會出現不沖孔就落料而產生廢品。因為沖壓零件的長度L=100mm，使用條料寬度達103mm，為使送進條料不產生偏斜，故采用兩個固定擋料銷。送料時，條料必須抬起越過固定擋料銷，用待落料的搭邊，擋在固定擋料銷右邊擋料圓柱面上，限距定位。落料凸模上的導正銷在上模下行時，先插入在第一工位沖出兩圓孔中，對送進條料精確校準定位，消除兩個工位可能出現的同軸度誤差后，進行落料。

這類沖模大多采用板裁條料沖壓，條料長度大多在500～2000mm之間，每換一條新料都必須使用一次，由手壓推出的始用擋料裝置，為其首件第一工位送料進距定位。此后每沖裁一件，都必須抬起條料送進，并使送進條料擋在固定擋料銷一側，才能開始沖壓。因此，使用這類沖模多用手動送料。當安裝專用鉤式送料裝置后，也可實現連續自動沖壓，而條料首件仍要使用手動的始用擋料裝置。

圖2-6 小型平板沖壓零件無導向固定卸料落料模

1—導料板 2、4、15、18—螺釘 3、12、14、20—銷釘 5—下模座 6—凹模 7—承料板 8—卸料板 9—固定板 10—墊板 11—模柄 13—上模座 16、22—側刃 17—凸模 19—導料板 21—側刃擋塊

選用典型組合標準設計無導向固定卸料縱向送料或橫向送料結構的沖模時，其關鍵步驟及應注意的事項如下：

1）設計前應對沖壓零件進行充分的工藝分析，要著重于加工圖樣要求的尺寸精度、幾何精度及允許的塌角與毛刺大小等要求，給予特別關注。

2）由于這類無導向沖模，其沖壓精度較低，一般為1T12～IT14。如果使用沖壓設備動態精度高，其沖壓零件精度會稍高一些，但不會高于1T11。料厚t<1mm的薄料不適于采用這類沖模沖制。

3）由于這類沖模沖壓時，上模對準下模，主要依靠使用壓力機的滑塊導軌對滑塊的導向精度，以及滑塊行程對壓力機工作臺表面的垂直度等，使凸、凹模對準度誤差一般為0.10～0.15mm，老式及超期服役的C形機架開式壓力機，動態精度更低，使凸模對準凹模的誤差更大。因此，這類沖模的刃磨壽命及使用（總）壽命都偏低。

圖2-7 孔板無導向固定卸料二工位連續沖裁模

1—導正銷 2—螺釘 3—落料凸模 4—模柄 5—上模座 6—銷釘 7—墊板 8—固定板 9—卸料板 10—導料板 11—承料板 12—凹模 13—下模座 14—導料板 15—始用擋料裝置

4）這類沖模無安全防護裝置及相關機構，是全鋼沖模中操作安全性較差的，操作中必須多加小心。如果在模具上加設防護柵（屏）就好多了。

設計時應特別注意的幾個關鍵環節：

（1）確定搭邊與沿邊寬度 按照沖壓零件圖或其展開毛坯圖設計排樣圖，確定其沖壓工藝工步，并按其材料種類、供應狀態，校核和查對其搭邊、沿邊寬度；結合采用的送料方式，節制進料系統設置，確定擋料搭邊強度、搭邊框在擋料送進過程中的剛度。注意不要因搭邊過小而在沖壓過程中產生變形，甚至拉入凹模洞口，影響生產。

（2）確定凹模周界 對沖裁模而言，按排樣圖給定的搭邊與沿邊寬度及落料凹模洞口、沖孔凹模洞口的工位與邊距，再依沖壓零件圖或展開毛坯圖的尺寸，確定凹模上表面如下幾個關鍵尺寸：

1）沖裁模孔的設計壁厚t_m及允許最小壁厚t_min。通常情況下，主要通過查閱手冊資料或用常規強度計算法，確定沖裁模孔間壁厚t_m值，只要t_m＞t_min即可。如果t_m≤t_min，必須采取強化措施或增加空擋工位，加大t_m值。

2）沖裁模孔距凹模邊緣的最小厚度t_min。一般取經驗數據，不用計算。因為在多數情況下，在套用標準規格之后，這個數值總要放大許多，最后選定的凹模尺寸，其模孔刃口的邊距值t_n，總是比允許的t_n值大得多。因為凹模周界的標準規格是按一定而且是較大的間隔設定的，選擇時還可依需要放大t_n值，故可不考慮。

3）緊固孔與模孔刃口間允許最小壁厚G_min。典型組合標準中，已充分考慮了各種規格的緊固螺釘孔、銷釘孔的合適間距，以及這些緊固孔與凹模板邊緣的合適邊距。只要選用規格的凹模周界，配備的成套導料板構成的導料槽，適合沖壓零件排樣圖的料寬或稍寬一些，均可保證其緊固孔與模孔刃間的壁厚G>G_min值而不必多慮。

根據上述方法確凹模板的尺寸：長×寬，再查閱標準規格系列，就高棄低，確定凹模周界L_m×B_m值。

（3）沖模的送料定位系統的構成及設計 典型組合標準件沒有給定沖模送料定位系統，必須在選定典型組合的規格之后，按沖壓工藝及其排樣圖的實際需要，設計送料定位系統。

無導向固定卸料結構沖模的送料定位系統構成如下：

1）無導向固定卸料結構單工序沖模的送料定位系統。這類沖模無論是分離還是成形作業，只有一個工位，大多采用固定的定位板、擋料板、擋料銷，對送進材料、半成品進行限位或擋料定位。

除定位板、成形擋料板，需依沖壓零件或半成品定位部位外形進行設計外，其他定位裝置，如各種形狀的固定擋料銷、不同安裝位置及不同結構類型的活動擋料銷等，均為標準零部件，可按沖壓零件料厚、尺寸大小及需要選用。

2）無導向固定卸料多工位連續模的送料定位系統。這類沖模一般為2～3個工位，很少有超過5個工位的。其定位系統構成有如下幾種：

①固定擋料銷。條料入模的首件第一工位，用目測定位。第二工位及以后連續送進，均用固定擋料銷，多為手工送料。

②固定擋料銷配始用擋料裝置。這種定位系統構成使用較廣。超過兩工位，每增一個工位再加一組始用擋料裝置，多用板裁條料，手工送進。

③固定擋料銷加始用擋料裝置配導正銷。這種定位系統在這類連續模中使用最廣。導正銷一般裝在落料凸模端面，以提高沖壓零件內孔與外廓的同軸度。

④側刃配或不配側壓裝置。對料厚t≤1mm的薄料、超薄料沖壓零件，進距小而送料精度要求較高，又要連續不間斷沖壓的、小尺寸沖壓零件用的連續模，多采用這種送料定位系統。側刃可按需要選用帶導頭或不帶導頭的不同斷面形狀的各種規格。對于t≤1mm的沖壓零件，推薦用帶導向頭側刃的連續模。

（4）成形工位的設計。這類連續模也有各種成形作業工位，如淺拉深、彎角不大的彎形、翻邊及壓印、打凸等。通常均按單工序成形模結構設計，但其推卸系統都盡量簡單，而且靠反頂實現模上送料攜帶出件，要求加厚導料板，以增大模具變形與出件需要空間。

（5）技術參數的選擇、計算 首先核定沖壓工藝確定的沖壓力、沖壓功及選定沖壓設備的正確性與合理性，而后依沖壓零件材料及其抗剪強度，查閱GB/T 16743—2010《沖裁間隙》，確定沖裁間隙，計算凸、凹模刃口及模腔尺寸，考慮沖模總刃磨量；計算沖模的壓力中心，計算合理凸模長度并與標準規格比對，考慮加固凸模的必要性。

（6）工作零件的強度校核 選定典型組合的標準規格后，標準中就給定了模具閉合高度H_m、凸模長度L_凸。按照標準規格給定的配套零件，設計確定采用的送料定位系統構成的零部件及有關工藝參數，即可繪制沖模總裝圖。

在按照規定標準比例繪圖，通常為1∶1、1∶2等。繪圖過程中，可進一步核實配套零部件與相關技術規格的正確性。

如有必要，還可校核凸模強度、剛度及凹模板抗彎強度。

2.4.4 固定卸料導板式沖模結構設計

這類沖模的標準典型結構，與無導向固定卸料結構沖模標準典型結構大同小異。從兩者整體結構及其構成對比分析，主要差別如下：

1）有和無導向的差別。固定卸料導板式沖模將固定卸料板變成導板并兼有卸料功能，使沖模的沖壓精度及使用壽命都比固定卸料無導向結構沖模提高一個檔次。

2）操作安全性的差別。在滑塊行程可調的壓力機上，選用合適的行程，用固定卸料導板式沖模沖壓，確保凸模不脫離導板模孔，又有下模表面的限位柱控制上模下行位置，操作工人的手進入不到模具工作區，即便無意接觸到或伸到下模表面，也壓不住手指，其操作安全性是眾多普通全鋼沖模中最好的。而固定卸料無導向結構沖模屬于敞開式沖模；工作時凸模會脫開卸料板，操作工人的手若有意無意進入沖模工作區會誘發人身傷害事故。

3）安裝調校要求不同。通常情況下，固定卸料無導向結構沖模對安裝調校的要求很高，一般要求經驗豐富、技術水平高的專業調整工，承擔其在壓力機上的安裝、試模、調校。直到沖出合格沖壓零件，才交付操作工生產。而固定卸料導板式沖模，因為有導板和限位柱的支承，一般操作工可以方便地將其安裝在壓力機上工作。

4）推廣應用前景大不相同。據現場調研統計分析，多數沖壓過程中的壓手斷指事故，都是因為使用無導向敞開式沖模和手工送料入模所致，特別是使用無導向固定卸料結構沖模，在開式曲軸壓力機上沖壓，由于滑塊行程大而又不可調，沖模開啟后，凸模離開卸料板在模具工作區形成一個很大的開啟無防護空間，很易誘發事故。為確保安全生產，這類沖模本身應裝設防護柵（屏）或在有安全防護的壓力機上使用。迄今，多數采用國產中小型機械壓力機的企業，大都不在沖模上裝防護裝置，怕操作工不習慣、妨礙操作；在壓力機上安裝安全防護裝置，多數工廠則還無能力或不具備條件。在這種情況下，推廣應用固定卸料導板式沖模勢在必行，推廣前景廣闊；無導向敞開式沖模則面臨淘汰。

沖模固定卸料導板式沖模的典型組合標準結構見圖2-8、圖2-9，與沖模固定卸料無導柱的典型組合標準結構相比，僅多了一對限位柱。前者的導板即后者的卸料板，但導板模孔與匹配凸模按基孔制h5/H6～h7/H8配合制造，單邊導向間隙≤0.01mm，屬于無間隙或微間隙滑配合；而卸料板模孔與凸模之間的單邊卸料間隙一般取沖壓零件料厚t的10%～50%，即（0.1～0.5）t，甚至更大，其卸料間隙絕對值一般為>0.1mm。

固定卸料導板式沖模通常所采用的定位系統及其構成、節制送料方法，以及所有定位裝置的標準零部件、標準緊固件、標準彈性元性等，都與固定卸料無導柱結構沖模完全一樣。其選用典型組合標準設計法，也基本相同。

選用典型結構組合標準設計法，對于一些形狀簡單，需要工位數不多，尤其是各種類型平板沖裁零件，用固定卸料導板式連續模，設計與制造十分方便。對于比較復雜的連續模，要根據沖壓零件的沖壓工藝及其排樣圖的需要與要求，對其特殊的成形工位進行專門設計。

在每種典型結構組合標準中，除規定沖模結構形式外，還給定了一定適用范圍的、成套系列規格，每一個規格都給定了構成該指定結構形式的、成套標準與半標準零部件及其匹配尺寸，如模板尺寸、螺釘與銷釘規格，每一標準規格沖模的主要技術規格：凹模周界L×B、凸模長度L_凸、模具閉合高度H等。這非常有利于計算機輔助沖模CAD系統的構建。只要將各典型結構組合標準、給定的沖模結構形式、各標準規格構成零部件尺寸系列，分別存入圖形庫與數據庫，然后應用參數化技術，就可方便地用選用典型組合標準法，設計給定的各種典型結構組合類沖模了。

圖2-8 固定卸料導板式沖模縱向送料典型組合（摘自原JB/T 8068.1—1995）

1—墊板 2—固定板 3—上模座 4—導料板 5—凹模 6—承料板 7—導板 8—下模座 9、10—銷釘 11、12、13—內六角螺釘 14—圓柱頭螺釘 15—限位柱

實例1

圖2-10所示固定卸料導板式落料模，是標準的固定卸料導板式縱向送料沖裁模一類的通用典型結構，除凸模外，全部為標準件和半標準。如果以選用典型組合標準設計法設計，則十分簡便。

（1）確定設計沖模的結構類型并選用典型組合標準

1）根據沖壓零件圖進行工藝分析。確認沖壓零件的材料種類及其供應狀態，沖壓零件的形狀、尺寸、料厚、要求沖壓尺寸與幾何精度等。經工藝分析找出沖壓加工難點及其對沖壓加工的適應性。

圖2-9 固定卸料導板式沖模橫向送料典型組合（摘自原JB/T 8068.2—1995）

1—墊板 2—固定板 3—上模座 4—導料板 5—凹模 6—承料板 7—導板 8—下模座 9、10—銷釘 11、12、13—內六角螺釘 14—圓柱頭螺釘 15—限位柱

2）按照沖壓零件的全套工藝文件及排樣圖、沖模設計任務書的要求，確定所設計沖模的沖壓工藝作業工序及要完成的沖壓加工任務。

3）選定沖模結構類型、結構形式及其相應典型組合標準。

（2）確定沖模的凹模周界長×寬（L×B） 根據該沖壓零件及其排樣圖，考慮凹模刃口距凹模相應部位合理邊距，以及導料板的寬度，在保證凹模刃口與最近緊固孔有合理壁厚的情況下，可估算出凹模的L×B尺寸，為套用、選定標準規格提供依據。

（3）確定送料方向 選用縱向送料還是橫向送料，要考慮現場操作工人的操作習慣和工作舒適度。大多數工廠的沖壓工，在沖制中、小尺寸沖壓零件時，喜歡靠近壓力機工作臺正面，以便不伸腿只需抬腳即可控制腳踏開關和操作壓力機。不僅可以坐在工作椅上，輕松操作，而且可使手、腳配合準確，不易疲勞，不會發生配合失誤，出現誤操作。在這種情況下，采用橫向送料形式的沖模結構更合適。

對于料厚較大，使用條料又寬，而且進距又大的平板沖裁件，由于整條料很重，橫向單手送料吃力，時間長了易疲勞。在需要站著操作或兩人合作操作壓力機等情況下，應選用縱向送料的沖模結構形式。

圖2-10 固定卸料導板式落料模

1—下模座 2、4—銷釘 3—導板 5—固定擋料銷 6—凸模 7、15、16—螺釘 8—上模座 9—模柄 10—墊板 11—固定板 12—限位柱 13—導料板 14—凹模

（4）選定標準規格 根據選用典型組合標準，按需要凹模尺寸估算凹模周界L×B，依據就高棄低的原則，選定合適標準規格。

（5）結構計算及強度校核 根據選定典型結構的標準規格及其成套零部件尺寸，進行必要的結構計算。

1）沖模的壓力中心的計算。

2）凸模、凹模的刃口尺寸的計算。在計算刃口尺寸之前，先按沖壓零件材料種類及其抗剪強度、料厚等參數，查GB/T16743—2010《沖裁間隙》，確定沖裁間隙C（單邊）值。

如采用電加工制模工藝，并先制凹模，可僅計算凹模刃口尺寸而后配制凸模，如先制凸模則相反。通常對落料凹模，都根據沖壓零件尺寸及其公差先算好凹模刃口尺寸。

3）導板、固定板模孔尺寸的計算。計算前先按沖裁件尺寸，對照選定標準，給定凸模長度L_凸，設計出凸模加工圖；然后選定導板模孔與凸模刃口段配合精度等級，凸模固定段與其固定板模孔配合等級，查閱有關公差配合資料，進行計算。

如有必要，可對凸模、凹模的抗壓強度及抗彎剛度進行常規校核。

實例2

圖2-11所示為德國一儀表廠在生產中使用的一套固定卸料導板式連續沖裁模。這種沖模在國內通稱導板模，源于德國，至今在德國仍廣泛使用。

圖2-11 儀表底板沖裁件固定卸料導板式連續沖裁模

1—墊板 2—上模座 3—模柄 4—沖矩形孔凸模 5、13、19、20—螺釘 6—限位柱 7—凸模固定板 8—落料凸模 9、10—沖圓孔凸模 11—導板 12—固定擋料銷 14—下模座 15—導料板 16—承料板 17—凹模 18—銷釘

圖2-11中儀表底板沖裁件（H68黃銅）的料厚t=1.5mm，有較高的尺寸精度要求。由于該平板沖裁件只有三個內孔，最小的兩個孔直徑為Φ3mm，其孔邊距B=1.5mm=t，十分薄弱。選擇固定卸料導板式連續沖裁模，分兩工位沖制，先沖孔而后落料，而且三個孔，可分工步沖出，保證沖孔凹模具有更大的壁厚、更高的強度，從而使沖模達到更高的壽命。結構定型而又簡單的固定卸料導板式連續模的標準化程度達80%以上，其零部件商品率不低于75%，需要按加工圖樣作為非標準零部件加工的，只有沖矩形孔的凸模及凹模板、導板及凸模固定板三模板上的模孔，需要疊齊后用電火花線切割一次加工出來。其他所有標準零部件，全可就近市場購得。因此，制模費用低而制模周期更短。

該工件的排樣采用單列直排，取搭邊a與沿邊a₁的寬度相等，即a=a₁=2mm。由于工件為近似矩形，在兩個90°斜對角內各有一個Φ3mm的孔，孔邊距為1.5mm=t。工件中的寬×長為4mm×8mm的矩形孔，雖然其邊距和與Φ3mm圓孔的孔間距都是2mm，但其沿矩形孔寬4mm邊長均為2mm壁厚，亦顯得較為薄弱。因此，連續沖裁排樣圖設計采用先沖4mm×8mm矩形孔，接著沖兩個Φ3mm的孔，最后落料。考慮有一個沖Φ3mm的凹模孔，距落料凹模太近，計算此處的凹模壁厚≤（1.5+2）mm=2.5mm，對于t=1.5mm的工件來說，連續沖壓時3.5mm厚的刃口，兩面同時受到較大的沖裁壓力，很易磨損和損壞。故在兩工步之間即落料之前，加一個空擋工位，把凹模加長，凹模刃口壁加厚一個進距S=14mm。由于矩形孔大而且又在兩圓孔中間，故先沖矩形孔，便可消除矩形孔凹模刃口距兩個Φ3mm圓孔和工件外廓落料刃口過近、間距過小的缺點。同時，利用矩形孔擋料定位和對送料進距限位，省去了始用擋料裝置和落料工位擋料銷，簡化了結構。最后排樣為四工位，詳見圖2-11中排樣圖。這便是該沖模結構設計巧妙之處。

實例3

圖2-12所示環夾固定卸料導板式七工位連續復合模，是一套結構較復雜的小型立體成形件連續沖壓一模成形的典型實例。

當選用典型結構組合標準設計法設計這類沖模時，要在模芯部分的設計上，注意處理好以下幾個關鍵環節：

（1）工藝分析 對沖壓零件的工藝分析要細致、到位。這類小型立體形沖壓零件一般尺寸精度要求不高，關鍵在于如何沖壓成形，如何從模具上推卸出沖好的工件，而又不損傷工件，尋找出沖壓加工的難點與重點，以及連續沖壓的可行性與不可行性。

應該對沖壓零件的沖壓加工適應性進行細致分析，對上述諸問題逐個解決，工藝分析到位，為沖壓工藝編制、沖壓工藝過程及沖模結構設計奠定基礎。

（2）排樣圖設計 排樣圖設計是重要環節。在沖壓工藝過程設計中，常常要經過多個工藝方案的對比選優。一旦確定沖壓工藝流程和具體方案，就用設計出的排樣圖表示出用連續沖壓的方法及一模成形的各工步與工位。因此，排樣圖是連續模結構設計的重要依據。

圖2-12中所示排樣圖明確表示出以下各點：

1）原材料寬度為48.5mm。

2）總計工位為七個，而沖壓工步數為5個，有兩個空擋工位。

3）沖壓工步及其排列為：

第一工位沖兩個Φ10.5mm圓孔，為第一沖壓工步。

第二工位沖去夾環中間7mm×5mm連接帶的四周廢料，為第二工步。

第三工位切開夾環兩個Φ20mm外圓，留著中間7mm×5mm連接帶，以便用送進原材料攜帶工件到以下各工位沖壓，為第三工步。

第四工位為空擋。

第五工位彎形，為第四工步。

第六工位為空擋。

第七工位切斷分離并將其推卸出模，為第五工步。

圖2-12 環夾固定卸料導板式七工位連續復合模

1、27—側刃擋塊 2、26—側刃 3—承料板 4、42—導料板 5—彈頂墊 6、9、13、30、34、38—螺釘 7、19、24、36—墊板 8—凹模 10、31、39—防護柵 11、35—固定板 12、37—上模座 14、15、16、17—沖孔、沖裁凸模 18—模柄 20—彎曲上模 21—切斷凸模 22—導板 23—凹模框 25—下模座 28—拼塊 29、41—銷釘 32—沖裁凹模拼塊 33—切開凸模 40—限位塊 43—切斷凹模拼塊

4）送料定位系統，由雙邊錯開布置的兩組矩形側刃組構成。

5）側刃切除原材料料邊寬度為（48.5mm-47mm）÷2=0.75mm。

6）送料進距S=21.5mm。

7）搭邊寬度a=21.5mm-20mm=1.5mm。

8）沿邊寬度a₁=（47mm-45mm）÷2=1mm。

9）在模具送料入口，沖模導料槽尺寸即兩導料板間距B_導=48.5mm+0.1mm=48.6mm。

10）沖模承料板沿送料方向長度L_承≥（2～3）S=43～64.5mm。

（3）凹模的結構形式選擇及設計 連續模制造多采用主凹模制造工藝技術，即先制造凹模，凸模按凹模配制。由于連續模的凹模有多工位凹模孔、模腔構成的凹模板，而眾多凸模是以工步（工位）逐個與凹模匹配的。因此，凹模的設計，特別是各工位的刃口、模腔的尺寸計算與標注十分繁瑣而要求嚴格。

該沖模的凹模采用沖裁與成形分割拼合的結構形式。第四工位以前采用整體拼合，第五至七工位采用按工位鑲拼組合。前者考慮第三工位切開部位，要用下部彈頂墊將切開工件部位反向頂回原搭邊框中，以便送料攜帶；后者則考慮彎曲及推卸成品工件需要較大空間。

（4）確定凹模周界L×B 根據排樣圖所示料寬、工位數、進距S及側刃斷面尺寸，估計導料板的寬度，可以初定凹模周界L×B。而后選擇送料方向，便可查閱選定典型結構組合的相應標準，按估算凹模周界，就高棄低，選定標準規格。

2.4.5 導柱模架固定卸料縱向或橫向送料沖模結構設計

這類沖模按原JB/T 8065.3—1995、原JB/T 8065.4—1995的規定，是配用模架的，而且絕大多數配用滑動導向導柱模架。因此，這類沖模的結構全稱應為滑動導向導柱模架固定卸料縱向或橫向送料結構沖模。由于連續模在這類使用甚廣的沖模結構設計中，具有代表性與典型性，故選擇各種有特色且經生產考驗過的、滑動導向導柱模架連續沖裁應用實例，說明選用典型組合標準設計法、設計這類沖模的過程及其結構設計的關鍵環節和應注意的事項。

1.縱向送料結構形式的沖模設計

圖2-13所示為開關接線板對角導柱模架固定卸料縱向送料連續沖裁模。該沖模依選用典型組合標準設計法設計，可以按凹模周界估算值選定標準規格、凹模周界尺寸（長×寬，L×B）的數據、圖2-13俯視圖中所示的兩工位沖裁模排樣圖，考慮條料寬度，加上兩導料板寬度，即可大致算出所需凹模寬度。在計算所需凹模長度時，應先計算出沖模的壓力中心，這是由沖壓零件形狀決定的，如這樣細長腳、直角形沖壓零件，其重心位置必然偏移在工件外，二工步三工位沖壓力合拼后的壓力中心，會在兩工步之間。確定壓力中心后，再考慮落料凹模刃口的合理邊距，保證凹模在壓力中心兩邊長度相當，即可大致確定凹模需要最小長度L_min。按估算凹模周界選定標準規格，只能將L×B放大，不能減小。

該沖模的結構設計在以下幾方面均為典型組合標準規定以外，必須由設計人員構思、設想、設計的。

（1）沖模的送料定位系統 為節省金屬材料并提高凹模強度，該沖壓零件雖只需沖孔、落料兩個工步，但因料頭特大而搭邊較小、進距S也較小、群孔與外廓要保證較好同軸度，故應保證送料進距偏差要盡量小；同時，只有拉開沖孔凹模刃口與落料凹模刃口的距離，才能加大凹模刃口壁厚增加其強度。因此，在落料與沖孔兩工步間加一個空擋工位，變成三工位兩工步連續沖裁。為保證送料精度，采用側刃切邊定位，控制送料進距，另配側壓裝置，使送入條料不偏斜。于是，該沖模的送料定位系統由一組矩形側刃與側刃擋塊組件、側壓裝置部件構成。送料的進距S精度可達±0.15mm，甚至更小。

（2）加固細長小凸模 該沖壓零件料厚t=2.5mm，要沖5個Φ3mm小孔，凸模細長，應予加固。通常是將小凸模桿部按（1.8～2）d（沖孔直徑）加粗成二臺階式凸模，如需將桿部再加粗成為三臺階凸模，則固定段即第三臺階可按（3.5～4）d加粗。無論細長小凸模加固成二臺階或三臺階，其刃口工作段長度以（5～7）d為宜。如有必要，對凸模的抗壓強度與抗縱彎剛度進行校核。

（3）小凸模的卸料板導向 為保護小凸模承載后不產生縱彎折斷，可將加固后的凸模桿部，接近其刃口工作段，插入加厚的卸料板匹配模孔中，并采用微間隙滑配合，在凸模沖孔承載時對凸模桿部有一個可靠的橫向支承。

圖2-13 開關接線板對角導柱模架固定卸料縱向送料連續沖裁模

1、8—導料板 2、25—側壓裝置 3、7—導柱 4、6—下模座 5、13、21—螺釘 9—卸料板 10—固定板 11—導套 12—上模座 14—凸模 15—模柄 16、20、24—銷釘 17—沖孔凸模 18、23—側刃 19—墊板 22—側刃擋塊 26—承料板

2.橫向送料結構形式的沖模設計

圖2-14、圖2-15所示兩套對角導柱模架固定卸料連續沖裁模與圖2-13結構不同，為橫向送料結構形式，而且送料定位系統是由固定擋料銷配多個始用擋料裝置構成，結構上具有一定特點與典型性。

由于典型組合標準中，依凹模周界L×B的尺寸選定標準規格，并以不同規格分別給定成套標準及半標準零部件及其類型、尺寸、材料和熱處理硬度。而凹模周界L×B的尺寸系列，均來自標準模板半標準件，其緊固孔、模孔要按選用典型組合標準的具體規格，加工緊固孔；模孔則按設計的加工圖另行加工。

圖2-14 扣板對角導柱模架固定卸料橫向送料連續沖裁模

1、25—導料板 2、4、16、27—螺釘 3、9、19、22、28—銷釘 5—始用擋料裝置 6—下模座 7、11—導柱 8、13、24—卸料板 10—凹模 12—固定擋料銷 14—導套 15—上模座 17—凸模 18—模柄 20—沖孔凸模 21—墊板 23—固定板 26—承料板

標準模板的尺寸系列，如矩形凹模板的長度×寬度（L×B）即凹模周界，其尺寸系列都是以為基數，再乘以公比1.25獲得尺寸系列。標準矩形凹模板尺寸系列見表2-1。

標準給定的凹模周界L×B使相鄰兩規格間有較大的尺寸間隔，有時其凹模周界在結構設計中，因加設標準以外的輔助裝置后，就顯得不夠合適。在這種情況下，可按需要設計凹模板，而不必受標準制約。但標準給定其他配套零部件，仍可參照選用。

圖2-15 墊片對角導柱模架固定卸料橫向送料連續沖裁模

1、5、15、21、25—螺釘 2、23—導料板 3、26—銷釘 4、10—下模座 6—始用擋料裝置 7、12—導柱 8、11—固定擋料銷 9、22—卸料板 13—導套 14—上模座 16—凸模 17—模柄 18—墊板 19—沖孔凸模 20—固定板 24—承料板 27—凹模

表2-1 標準矩形凹模板尺寸系列

圖2-16所示為鎖墊對角導柱模架固定卸料橫向送料四工位連續沖裁模。該沖壓零件形狀復雜，尺寸精度要求較高，而且零件材料為強度大、硬度高的合金結構鋼（彈簧鋼）65Mn。

圖2-16 鎖墊對角導柱模架固定卸料橫向送料四工位連續沖裁模

1—固定板 2—墊板 3—沖孔凸模 4—上模座 5—模柄 6—凸模 7—卸料板 8—導柱 9—搭邊框 10—凹模 11—側刃擋塊 12—始用擋料裝置 13—側刃 14—下模座 15—側壓裝置

對沖壓零件進行工藝分析可知，采用分序多模沖制，不僅生產率低，關鍵是達不到沖壓零件尺寸與幾何精度要求，特別是群孔、群槽孔與外廓的同軸度，（20±0.05）mm的孔距等，較難保證。同時，沖壓零件的一致性及互換性差，會給產品裝配帶來困難。采用復合沖裁模沖制，沖壓零件的精度及互換性都可達到更高水平，滿足技術要求。但由于群孔直徑d為Φ5mm，長槽凹口寬僅5mm，長達25mm，兩槽口間壁厚也僅5mm，而且是三個槽口并排，這給復合沖裁模結構設計與制造都會帶來難以克服的困難，復合模壽命無法保證。用多工位連續沖裁模沖制，不僅生產率高，而且工件一致性好，互換性強。唯一不足是，沖壓精度不易保證。為此，該沖模的結構設計采用如下措施：

1）用側刃切口控制送料進距，控制送料進距S=41mm±0.15mm。

2）設導正銷校準送料進距，S=41mm±0.04mm。

3）設側壓裝置使送進帶料緊靠導料板導向一側。

4）控制入模帶料寬度為60⁰_-0.6mm。