连续精密冲压模具的凸模设计方法有哪些（连续精密冲压模具的凸模设计方法是）

冲头是冲压模具中最重要的零件之一。其设计包括结构、安装、加工、材料、成本等多项指标。正确、有效、合理、经济的冲床设计不仅可以增加模具的寿命、降低制造成本、提高批量生产能力，而且还方便加工和维修，使后续冲压生产高效、顺利。

前言

模具被称为工业之母，是制造精度和质量保证的基础。德国和日本都对模具在工业和经济中的作用和重要性评价非常高。 2002年，因欧洲一家电脑连接器端子模具供应商技术不达标，生产出的零件不合格，英特尔公司要求深圳一家台资企业使用11台高速冲床生产端子白天和黑夜同时进行。连续几个月月产值超过新台币10亿元，这对于一个3000多人的制造工厂来说是一个奇迹。

如今，连续精密冲压模具越来越多地应用于现代零件生产中，其地位也越来越凸显。薄材精密冲压成形是现代电子产品零件生产的必要工艺，其冲床设计尤为重要。

冲孔设计

2.1 冲头的结构形式

冲头结构分为镶嵌式（见图1）和整体式。插入式冲头组合了多个小冲头[1]。其装配误差较大，维修不方便。现代高速冲压模具中已很少使用。

图1 镶嵌冲孔模具整体冲孔模具主要有以下四种结构形式。

(1)台肩式冲头(见图2)

过去已广泛应用于工程模具（单工序模具和复合模具的统称）。其刃口尺寸足够大，下部做成直通型，上部做成台肩，以防止卸料时冲头被拉出固定板。肩带设计为不对称，以避免安装错误。但吊肩会使维修时拆装模具不方便。必须将模板拆开才能取出冲头。模板的拆卸会严重影响模具的精度，所以这种结构现在已经很少使用。

图2 肩式冲头

(2)直通式冲头(见图3)

这种冲头的切削刃尺寸足够大，其结构是台肩式冲头的改进，即台肩式冲头不再有台肩部分，切削刃的形状和尺寸与台肩式冲头的形状和尺寸有关。固定部分完全相同。这一改进提高了直通冲头的应用率。

图3 直通式冲孔

(3)加强型冲头(见图4)

现代模具生产零件越来越精密，切削刃尺寸越来越小，直通式冲床的刚性和强度较弱。过去，经常添加冲头护套。现在为了提高冲头的刚性和强度，下部设计了刃口直通部分L1（6~10mm），中间用R40mm圆弧加强（光学磨床的最小半径）砂轮）。上部安装部分设计成矩形，方便维修和移位。

由于压板槽的位置是防呆的[2]，因此无需设计防呆结构。设计时最好使切削刃紧贴钢筋冲头两侧，以方便安装定位，降低加工难度，节省成本。加强型冲头是目前最常用的冲头结构。

图4 加强型冲头

(4)圆冲头(见图5)

圆形冲头有很多用途，基本上每套模具都会用到。当冲头直径很小时，加工多肩冲头和单肩冲头是非常困难的。粘头冲头是将小直径冲头材料（CD650）直接剪成需要的长度，用合金模具钢（SKD11）在安装部分外面做一个套筒，用厌氧胶将两者粘合在一起，使它们单肩圆冲具有同样的效果，但价格不到前者的1/3。由于圆形冲头不利于维修时移位，因此在安装现场常设计一个矩形冲头嵌件来遮盖冲头。

a) 多肩型b) 单肩型c) 粘头冲头

图5 圆冲头

2.2 冲床模具的固定安装方法

冲头的安装是在冲头固定板上进行的，有定位和固定两个要求。冲头的定位是通过冲头与固定板上的孔配合来实现的。固定可通过台肩、螺栓、铆接、环氧树脂胶、侧销、十字销、压板等方式完成。由于直通式冲床的形状不规则，因此在安装现场需要添加矩形冲床镶件以辅助。

固定板固定冲头的位置与冲头边缘工作位置之间有一定的距离，很容易造成冲头不稳定而导致故障。如果冲头边缘尺寸很小，根本不可能进行正常的批量生产。当冲头制成压板并固定后，加装卸料镶件。当冲头经过卸料镶件和凹模进行冲孔时，卸料镶件可以引导冲头进入凹模，并保护冲头不发生侧向移动。力量。

冲头与卸料镶件之间的单边间隙设计为0.003~0.005mm，甚至更小。冲头工作时，卸料镶件裸露约3mm，不易损坏。冲头安装部分尺寸设计与固定板方孔尺寸一致或略小。压板槽比固定板低0.02~0.05mm，使冲头在固定板上有一定的活动空间。实际定位取决于放电插入件。避免固定板定位与卸料嵌件相互干扰。

由于卸料镶件的定位位置就是冲头切削刃的工作位置，因此效果最好。拆下压板螺钉，拉出压板即可取出冲头。冲床拆卸方便，可实现冲床的快速维护和修理。

2.3 冲头材质选择

冲头必须能承受一定的冲击力，并具有较高的耐磨性，因此应选择具有一定韧性的高硬度材料。为了满足其批量生产能力，连续精密冲压模具选择最好的冲头材料。过去常用的冲头材料，如Cr12MoV、Cr12和SKD11等，只能用来制作连续精密冲压模具中的模板或镶件。连续精密冲压模具中冲头最常用的材料是国外钨钢材料CD650，其表面质量较高。非常耐磨，最佳硬度为90HRA；其次是国外高铬钼钒粉材料ASP-23，最佳硬度在63HRC左右[3]。

2.4 冲床模具的加工方法

直通式冲床形状不规则，一般采用慢走丝线切割加工。进行一次切割或两次修复。慢走丝虽然加工精度较高，但表面高温产生的薄氧化层也会对其产生影响。尺寸精度可达到0.003mm。肩形冲头采用普通小型平面磨床（G）加工。必须注意将台肩设计在不影响加工的位置。强化冲头采用光学磨床（PG）加工，价格昂贵。后两者加工可达到的尺寸精度为0.002mm。

结论

连续精密冲压模具对模具寿命要求很高。电子通讯小型五金冲压模具的寿命一般需要达到100kk（1亿）冲次，而端子模具的寿命需要达到500kk（5亿）冲次。设计冲床时，要综合考虑产品精度、生产进度、模具寿命、加工难易程度、维修难易程度和经济性能等因素。冲床应根据实际情况正确、合理、灵活地设计，以满足产品质量要求，便于生产。及时改进，确保生产顺利进行。

审稿人：刘庆