目录 一.DL图（工法)的设计 二.1/2DR(拉延模)的设计 三.2/2TR+PI+SEP(修边冲孔分离) 模具设计

本教案讲一个具体零件的模具设计与制造的过程，它是两工序的。 零件名称：地板左/右外侧梁 材质：JSH440WN-P t1.4 零件尺寸为410X70X30/1.4 注：本教案所有长度单位默认为mm

右件 左件 图1-1

一. 工法设计 工法包括工艺数模和工法图两部分。 工序定为:1/2DR(拉延) →2/2TR+PI+SEP(修边冲孔分离)。 DR是draw的简称，表示拉延。TR是trim的简称，表示修边。 PI是pierce的简称，表示冲孔。SEP是separate的简称，表示分离。 本零件形状起伏不大，且第一序的拉延模压边圈行程30就可以了，故拉延模闭合高度定为550mm，可以满足生产要求。

第二工序考虑到废料要滑到模具外，从结构设计上有必要作高一些来满足要求，2/2工序模具闭合高度定为700mm。 图1-2为工艺数模的几个视图。图1-3为工法图平面图。从中我们可以看到 1)，橙色部分为工件，绿色部分为补充部分。压料面比较平滑，拉延深度不超过30，零件型面本身并不复杂，拉延工艺是没有问题的。

图1-2工艺数模简图

2）图1-2表示出是两个零件放在一起拉延的，它们中间分离的距离很重要。如果作得太多，会浪费材料，大批量生产算起来这个成本就大了；太少了，中间分离凸模强度较弱，可能经常要维修和更换。综合以上两点，我们这里应取距离为20mm左右。 3）零件本身的方向与冲压方向是一致的，这里不用调整冲压方向。基准点选在模具中心，也是左右分离的中心点。 4）工序只有两个，在第二序中既要把修掉外边，又要实现左右件从中间分离。这个修边冲孔与其它模具有不同的地方就在这里了。

从图1-3可以看到，图中设置了7把废料刀，中间那把平行于X轴的废料刀是为切掉分离处废料。左右两把废料刀作成斜的，是为了与修边线尽量成90度。 5）因是左右件合并在一起拉延，用左右标记代替到底标记。从图1-3工法平面图中可以看出来，“L标记” ，“R标记”。 6）从工法图平面图1-3可看出下料尺寸为925X135X1.4，这个是后面设计拉延模中要用到的一个条件。其它如分模线、修边线、基准点、CH孔位等也是从工法图中得到，并为模具设计中所必需。

修边线 20 图1-3 工法图平面图

图1-4是断面A-A视图，它表达的工艺有 1）简单了解一下如何做工艺数模。做拉延工艺数模时，先作一个比零件低下去的压料面，然后把零件延长后与此压料面用一个斜坡（Wall)连起来，并用倒圆连接。压料面与这个斜坡之间的交线就是拉延时要用上的分模线。 Wall 压料面 图1-4

2）两端TR表示的是修边线。中间表达出要冲孔的内容，是6个￠10的孔。 工法图右侧会放各工序的工序简图，把各工序的工作内容分开描述，这样较容易看出每序具体的工作内容。右下角是第一序的工序简图，依次往上是第二序的，依次类推。

图1-5表示第一序拉延（1/2DR）的工序简图。 可以看出选用的设备是JD36-400，模具高度是550mm，图上有L标记和R标记，还有送料方向、板料线等。这些都是我们在拉延模设计中要用上的。 图1-5

图1-6表示第二序修边冲孔分离（12/2TR+PI+SEP）的工序简图。可以看出选用的设备是JD36-400，模具高度是700mm，图上有修边线、废料刀、冲孔大小及位置、送料方向等信息，这些都是我们在修边冲孔分离模具中要用上的。 图1-6

二.1/2DR(拉延模)的设计 把这个设计课题按结构设计、图面表达两部分来讲。 2.1 模具结构设计 2.1.1 下模座与压边圈的导向采用外导结构 传统下模座与压边圈的导向是用内导结构。图2-1是典型的内导结构，导板放在拉延凸模上（即下模座上），位置在分模线外侧10mm左右，相应地在压边圈上作导滑面。图2-2是下模座与压边圈用内导的拉延模凸模的照片。 本零件的分模线宽度不超过45，不能在凸模分模线左右两侧装导板，无法采用内导结构，这里要用上一个新的结构，就是外导结构。

试模顶杆 工作顶杆 图2-1 内导模具的下模座平面图

分模线 拉延凸模 导板 图2-2 下模座与压边圈的导向-内导结构

下模座与压边圈用外导结构就是在下模座四角竖起高的凸台来作导滑面，在压边圈四角作导板安装位，见图2-3所示，让压边圈与下模座的导向装在模具的四角，而不是在模具内侧（分模线周围），故称为下模座与压边圈用外导来导向。模具装好后，外导是可见的，内导是不可见的。 外导导向的优点是便于操作者观察下模座与压边圈的导向情况；外导结构容易满足压边圈行程大的情况。外导的缺点是当模具宽度不大时，左右两端需加宽才能满足设计需求，因为压边圈左右两端既要与下模座导向，又要与上模座导向，压边圈宽度必须足够。

下模座与压边圈用外导结构 导板 下模座 导滑面 压边圈 图2-3

2.1 .2下模设计 下模主要包含下模座和压边圈。图2-4是本零件拉延模下模平面图。 拉延模的设计首先布置顶杆。考虑机床顶杆孔分布的情况，沿分模线外侧一周来布顶杆孔。根据顶杆孔尽量接近分模线的原则，模具中心有可能不与机械中心重合，这就是我们讲的偏心设计，这一点在 工作顶杆布置图和试模顶杆图上要表达清楚。 如果设计有偏心，一定要注意模具的压板槽、快速定位、中心键槽、快速定位一定要正确。 本模具工作顶杆前后偏心75，左右方向不偏心，这样压板槽不变，快速定位等要注意偏心的情况下要对得上机台。试模顶杆也在前后方向上有偏心。

压边圈上的型面范围比工法图中板料线周边大10mm。对压边圈来讲，它的宽度（前后方向距离）等于型面宽度再加布置平衡块凸台的尺寸，它的长度除了型面长度加布置平衡块凸台所占位置外，还包含布外导板所需的端头导寸。 这个零件宽度太小，左右两端没有布平衡块。模具前后侧各布置两个定位器，左右两端只能各布一个定位器。压边圈上在前后方向各开两处安全螺栓，在压边圈上面挖缺口，在下模座上作一个凸台位。 下模的设计一定要注意压边圈的行程，导板在拉延工作前50mm要开始滑配。安全螺栓的安全空间应是比实际行程大20mm。

分模线 1 2 图2-4拉延模下平面图

压边圈的不加工部分可以作成沿型面低下去40mm左右，就是沿形偏置，或是作成几个比型面低下去简单的平面。 由于与客户的机床顶杆孔位不一样，在本厂试模有必要在下模座上开试模顶杆孔，在下模平面图中要有工作顶杆布置图和试模顶杆布置图。工作顶杆应尽量全数使用，试模顶杆则不需全选 ，保证在试模中能拉延出来就可以了。图2-5是工作顶杆布置图和试模顶杆布置图。这个图纸是作为冲压工艺指导客户生产所必需的。 由于零件较小，模具起吊用铸入式起重棒。

下模要按厂家要求设置了快速定位。见图2-4。 下模到底垫块的位置要考虑想到相互之间的距离以及方便下模和压料圈掏空。到底垫块下面要有筋条对应。 下模各筋之间距离一般不超过300X300。 模具长度1500，上下模座各用了6个压板槽。

顶杆布置图是拉延模冲压工艺图中的必要元素.。上面是生产用机械顶杆布置图，下面是试模用机械顶杆布置图。 图2-5

2.3 上模设计 图2-6为上模平面图。上模主要指上模座即凹模。 平衡块凸台之间的距离要合适，并且要有筋条对应，以加强承载能力。 上模座避开定位器处要开避开孔。避开处加了防尘盖板，见图2-6。 上模座型面范围同压边圈型面范围大小，上模座型面旁的非加工部分可沿型面偏置20mm，或是作出一出一些规则的面或曲面，如几个台阶平面。

细长模具的铸入式起重棒放在前后侧方向。 一般来说上模座应沿分模线布一圈筋条，因分模线处板料流动变形大，受力较大。由于本模具分模线很窄，不到45，就在模具中心X向布一条水平筋就可以了。 上模座按工法图布置左右标记销。 一般上模座平面图较复杂时应左右翻转180度来绘制，方便作宝丽龙和加工时工人识图。本l图没有翻边来，由于内容不多，也能表达清楚。 上模平衡块凸台与筋条对应。

防尘盖板安装处 拉延模上模平面图 图2-6

2.4 整体设计 这里的整体设计主要是指对拉延模的各个部件从装配上作一个整体考虑。对整套模具综合起来考虑设计上需要注意的地方。其实设计中这些部件之间关联很强，不能完全讲一定是先设计什么后设计什么？往往是当设计到一个新的部件或修改一个部件时，其它的也要作必要的调整才能适应整套模具。

图2-7示是X向剖面图和正向视图，图2-8所示是Y向剖视图和侧向视图。从这两个图中可以看出上模座、压边圈、下模座三者在高度上的关系，在模具闭合高度一定的情况下，我们设计时需要协调好三者的高度，保证三者在强度上均能满足生产需求。 另外端头结构设计很重要，它影响模具的长度尺寸甚至宽度尺寸。本图上模座与压边圈的导向是用外导，压边圈同时在左右两侧与上模导向，这就决定了压边圈左右侧要加宽。压边圈端头宽度决定了上模端头宽度，两者宽度一样。

端头结构中上模座与压边圈的导向行程要保证，必须保证拉延开始前至少20mm就要导向了。 整个模具的筋厚按客户要求。这里主筋取40，副筋取30，型面壁厚取50。

断面A-A 正向视图 图2-7

在左右两端，压边圈内侧与上模导，外侧与下模座导向 图2-8

图2-9所示拉延顶杆顶起150mm，这是厂家所规定的定值，在这条生产线上的模具顶起高度是150mm。由于压边圈顶起行程是30mm，可求出到底时压边圈上顶杆凸台到下模座下平面是150-30=120mm。 St30表示行程30 顶杆 图2-9

而下模座高度为110mm，就可求出压边圈上顶杆凸台高度40-（120-110）=30mm，没有作顶杆凸台垫块，直接铸出。 图2-10

三. 2/2TR+PI+SEP(修边冲孔分离) 模具设计 3.1 模具结构特点---压料板加宽 我们知道，修边冲孔模上模内腔要布置导板、弹簧、卸料螺钉（或侧销）、冲孔凸模固定板。本零件单件长约400，宽约65，左右两件上各冲3个￠10的孔。发现先布这几个冲孔凸模固定板座面，这个压料板基本上断了，上模座和压料板没有空间布弹簧和卸料螺钉了。

根据以上情况，只能把压料板加宽，把压料板从修边凹模下面伸出去约100，在压料板的伸出部分上布置压料板导板和侧销。这样模具加宽到800左右。 这种结构现在广泛用于压料板太窄无法布置导板、弹簧、卸料螺钉（或侧销）时。当然，大多数修边冲孔类模具的压料板是不用伸出去，这样会加宽模具，上下一起加大，加大铸件成本。 3.2 下模设计 下模主要包含下模座、修边凸模和废料刀。图3-1是下模平面图。

修边冲孔模的下模设计先布置修边凸模。本图的修边凸模作两个，长度400左右，宽度65，修边凸模作成整块。可大大减少机加工和钳工组立的工作量。修边凸模的高度设定，要考虑它的最低处不少于80左右，这是滑料的需要，就是保证废料顺利地滑出。 本图是封闭修边，必须用气缸顶出工件。由于顶出工作是左右件，必须布置两个气缸。 下模废料刀布置要合理，左右两把废料刀与修边线成90度左右。

限位器和存放器放于模具四角，保证生产操作观察和取放存放块时方便。 冲孔凹模套选用标准件， 统一按高度25mm，外径按冲孔大小10而用￠25。 为了废料滑出，下模要设置废料滑道。冲孔部分废料则需要废料盒收集。

图3-1 修边冲孔分离模下模平面图

3.3 上模设计 上模主要包含上模座、修边凹模和压料板。图3-2是修边凹模平面图。图3-3是上模平面图。 修边冲孔模的上模设计先布置修边凹模。本图的修边凹模分成10块，多处分接线与废料刀刀口位置相对应。为了保证修边凹模的强度和降低成本，修边凹模最薄处做到55mm就够了。为了让废料顺利掉下，还可以在上模修边凹模上加弹顶销、优力胶等强制打料措施。

本工序是一次修冲及完全分离的，它的压料板实际是两个压料板，它们并没有连在一起。在前面讲了压料板加宽的结构。压料板部分设计主要考虑三点，一是它与上模座导向，对于本件，在压料板前后伸出部位一，各放置6个宽度58的导板；二是弹压元件的布置，弹簧要分布均匀，工作时压料板的运动才比较平稳，这里一部分弹簧布在修边线里面，一部分布在压料板的伸出部分。三是它的限位，这里是各用4个工作侧销，2个安全用的限位螺钉套在弹簧上。

上模座对应修边凹模处加背托。上模座内腔有冲孔凸模座面、弹簧孔、压料板限位螺孔（固定起来加工用）等。 冲孔凸模选用标准件，常用标准有三住、北京永茂的，长度90mm。按吃入凹模3mm并圆整以算出冲孔凸模座面的高度。在压料板作出台阶式的冲孔凸模过孔。 图3-2 修边凹模平面图

图3-3 修边冲孔分离模上模平面图

3.4 整体设计 这里的整体设计主要是指对修边冲孔模的各个部件从相互位置上（如高度）作一个整体考虑。对整套模具综合起来考虑设计上需要注意的地方。 图3-4示是X向剖面图和正向视图，图3-5所示是Y向剖视图和侧向视图。从这两个图中可以看出上模座、压料板、下模座三者在高度上的关系，在模具闭合高度一定的情况下，我们设计时把下模座抬高，以便滑料。

本端头结构用导柱加导板结构，由于零件细，模具宽度不大，左右各用一根导柱。 限位器高度取30，存放块高度40，大于弹簧行程（弹簧行程为30 ）。 本修边冲孔模采用4个缓冲胶，降低冲裁时瞬间噪声。 本模具工作限位采用侧销，见图3-5左侧。图上可看出压料板行程(St)为30，当压料板下去30后侧销与压料板刚性接触限位。

修边凹模 导柱 废料刀 修边凸模 图3-4

侧销 弹簧 冲孔凸模固定板 导板 废料滑板 废料盒 Y向断面图 侧向视图 图3-5

图3-6 左侧是弹簧线图。 对于修边冲孔模要计算冲裁力，再计算压料力大小。设计选用的多个弹簧的力可以求出来，来检查弹簧的力是否大于压料力，以保证修边时顺利顶出工件，不会卡在压料板里。 图3-6

图示，两个压料板各用了6个TM50X100的弹簧，卸料力为2808Kg。 缓冲胶 连模板 图3-7

3.5 模具图面要求 3.5.1 图纸按1：1真实绘制。 3.5.2 按标准中的图层来绘制不同的零件。如客户有要求的按客户的标准执行。 3.5.3 平面图分为上平面图和下平面图，均采用俯视图画法 。 3.5.4 平面图应标注 1)模具轮廓尺寸及其安装尺寸 ；

2)导板、导柱、导套位置尺寸、配合尺寸及代号 ； 3)基准点位置尺寸，基准位置和三销基准孔径及位置尺寸 ； 4）平面高度尺寸以及是否需加工； 5）定位板、挡料销、限制器、平衡块、倾斜固定板、斜楔滑块、导向装置、定位装置、出件装置等装配位置寸 ； 6）如上、下平面图中零部件较多表示不清，允许将部分零、部件单独绘制 。对称件上下平面图允许只画一半 ；

7）波浪刃口G点、D点。修边模为了降低冲裁力，修边刀块会做成波浪刃口，在刃口上就有高点和低点。 8）送料方向、数模中心、模具中心、机械中心等。 3.5.5 非标准件填写热处理要求，外购件填写用户要求供货厂家。 3.5.6 模具图上应表达出运动零部件行程尺寸（顶出器、滑块、气缸 、托杆等）并用双点划线画出初始状态 ，运动复杂的需要划出行程线图。

3.5.7 模具图上应表达出模具闭合高度、送料取件高度尺寸 、水平基准线高度尺寸 。 3.5.8 模具图上应放上本工序的工序内容简图。 3.5.9 模具图上所有螺销孔按实际大小和位置1：1绘制。 3.5.10 总图、零件图尺寸及公差和加工符号必须标注齐全 。 3.5.11在总图上应有气路图、电路图及明细表等。

谢谢大家！