方管冲裁模设计中的卸料板与凸模之间的间隙问题

1.少废料冲模

采用合适的排样方法，可以获得少废料或无废料的效果。图2-36所示为连接片简式级进模，板料按冲件长度分条，只有冲孔部分属于废料，冲件材料利用率高。

图2-36 少废料冲模凹模（简式级进模）

1—条料 2—导料销 3—凹模 4—前挡料销 5—导柱孔

少废料冲模的最后落料是剪切完成的，凸模单边受力，所以凸模固定板的厚度较常规情况下要取得大一些。

凸模还依靠脱料板对其产生护持作用，所以这两者之间的间隙应小于凸、凹模间隙。脱料板采用可淬火材料，热处理至硬度为40HRC左右。

导柱无论是安置在上模还是下模，均由脱料板和凸模固定板直接导向。两导柱之间连线的中点与压力中心重合。

挡料销决定工件的宽度，上端面高出凹模平面，故采用线切割榫卯的方法固定。挡料销高出凹模的部分倒有小圆角。对凸模有导向与管制的作用，抵御剪切产生的水平分力，保证凸凹模正常间隙。

冲孔凸模应比切断模刃口低1～2个料厚，待切断完成后开始冲孔工作。

2.圆形顶盖冲孔

铁制帐篷圆顶冲孔模如图2-37所示。

图2-37 铁制帐篷圆顶冲孔模

1—模座 2—凹模 3—凹模镶套 4—压料板 5—凸模固定板 6—模柄 7—上模座 8—凸模 9—弹性元件

在斜面的圆周上冲孔，在模具设计中须作如下处理：

1）凸模固定板厚度要保证达到凸模全长的40％。

2）卸料板与凸模的间隙小于冲裁间隙。

3）凸模刃口斜度大于工件斜度2°～3°。

3.方管切榫模

在金属家具业中，用矩形管材来围成各种规格的方框是常见的，切榫模保留了看面的直壁，减少了焊接和打磨工作量，美化了产品外观，如图2-38所示。

图2-38 方管切榫模

1—下模座 2—导柱 3—挡料板 4—导套 5—固定板6—凸模 7—工件 8—后侧刃 9—凹模

方管切榫模是遵从尖点突破的原则来设计的。主要由带导柱导套的模座、凸模、挡料块和凹模组成。凹模分为上下两层，上层有侧刃，负责管材侧壁材料分离；下层负责管材底平面材料的分离。

凸模的斜刃角度可视材料的抗剪强度来决定。当材料为铝方管时，为了照顾到尖点的突入能力，斜刃角取40°～45°。当材料为不锈钢或Q235材质的方管时，改为以照顾强度为主，斜刃角度取45°～50°。(www.xing528.com)

管材的前直壁一般无须切断，以达到成品美观的目的。管材的上平面，实际上是在凸模的尖点突入工件后由后面的一部分斜面来剪切的。后直壁由凸模斜面和一级凹模后侧刃形成斜刃剪切。管材的底平面则由凸模与二级凹模的平面刃口完成分离。

设计本款模具时，要注意后侧刃的凹槽深度要留大一些，作为废料的容纳空间。

选用压力机时，滑枕行程要求大于管材高度的2.5倍。

4.圆管长距离有凹模冲孔

在管材上距离管端较远的位置冲孔时，凹模悬臂距离太长，当凸模接触工件时，冲裁力使凹模向下弯曲，破坏了凸、凹模间隙，使冲裁无法进行。同时，又由于凹模在向下弯曲与弹性恢复的过程中承受反复的弯曲应力，时间稍长，凹模即会因疲劳而发生断裂。图2-39所示为采用了燕尾槽和角形槽铁的管材冲矩形孔模，它成功地解除了上述问题的困扰。

管材4与伸入管材内的凹模留有滑动间隙，凹模安装在垂直的燕尾槽内的滑块中。装料时，滑块受到弹簧10向上的推力，使凹模与角形槽铁产生必要的间隙B，以方便管材入料。

上模下行时，催动橡胶先行将滑块压下，橡胶弹性体12与工件接触，将工件压在角形槽3上。上模继续下行，此时，来自凸模的剪切力已经由角形槽、支承板传递给底座，不再对凹模产生弯曲力矩。上模回程时，冲压力解除，滑块在弹簧10的作用下上行，间隙B恢复，工件抽出。

采用这种方式冲孔时：

1）调整螺钉14，将滑块6与燕尾槽13的滑动间隙控制在0.015～0.03mm。

2）凸凹模间隙适当放大，可按常规经济级间隙值加上2倍的滑块间隙计算。

3）凸模纵向可加工成5°～8°的斜角，可减少冲裁力。

4）矩形管冲孔凹模漏料孔采用小距离直壁加斜壁方式，既保证强度，又要有利于废料排除，存料不要超过3层以上。

图2-39 圆管有凹模冲孔

1—下模座 2—支承板 3—角形槽铁 4—管材 5—凹模 6—滑块 7—催动橡胶 8—垫圈 9—螺母 10—弹簧 11—凸模 12—橡胶弹性体 13—燕尾槽 14—燕尾槽间隙调整螺钉

5.货架立柱方管有凹模冲孔

图2-40所示为某款货架立柱方管冲孔模。

方管断面边长为25mm×25mm，壁厚为1.8mm，长度为1200mm，共冲孔33个，每次冲3孔。考虑到凹模内所积存的废料厚度有限，同时也为了照顾到模具整体强度，该工件分两次装夹。因此，模具的整体长度应能满足首次装夹6个冲次的需要。

图2-40 方管有芯冲孔模（独立导向）

1—底座 2—芯杆固定座 3—长度定位圈 4—芯杆 5—凹模 6—凸模 7—凸模固定板 8—导向模固定板 9—导向模 10—定位销 11—弹簧 12—管材 13—复位弹簧 14—固定脱料板

该款模具的特点是导向部分与冲裁模分立。复位弹簧13只对导向部分起复位作用，包括弹簧在内的导向部分是搁置在固定脱料板14上的，无螺栓固定，工作时并不随上模上升。除了首次冲孔无导向而外，其余冲次都是在自身导向的条件下完成的，防止了啃模现象发生，延长了模具寿命。

首次冲孔时，将导向部分从固定脱料板14上取下，待第一组孔冲出后再复位，依次可进行后面几个冲次的操作。每完成一个冲次，将管材12向外拉出一定距离，然后再向前推，使已冲孔的边缘与弹簧定位销10靠紧。

入料时，将管材12略为抬起，向下压迫定位销10。当定位销的顶端与凹模5平齐时，管料即可顺利推进至长度定位圈3。为了方便废料退出，凹模孔壁部宜采用较平常大一些的斜度。凸凹模间隙也应适当取大一些，放宽至2C＝（0.12～0.15）t。

设计管内凹模时，应注意凹模与管材的间隙应小于凸凹模单边间隙；当管壁厚度≥1.5mm时，凸凹模单边间隙已足够大，完全能够满足管材在模具内移动的需要。