我国国家标准总局对冷冲模已制定了国家标准，代号为GB/T2851-1900.标准包括:冷冲模模架及其技术条件；冷冲模零件及其技术条件；冷冲模典型组合及其技术条件。采用这些标准和标准件，可简化模具设计，缩短设计和制造周期，提高模具品质,降低模具成本。

设计模具时应尽量选用已标准化的零件，对于非标准化的零件可参考标准零件设计。

设计和选用冲模零件时,应充分考虑到各类零件的工作条件、装配关系、维修、制造等方面的要求。以使冲模零件有良好的工作性能、足够的使用寿命，并使加工、装配容易，成本低廉。

一、   工作零件 

 1、凸模

（1）模的结构形式和固定方法  凸模的固定方法很多 ，图7-4列举了若干种凸模的固定方法，一般凸模固定时要注意下列问题：

1）异行凸模要有防转动的措施；

2）有导向装置的凸模，稳定性能好，可利用卸料板对凸模导向，但要注意它们的配合尺寸；

3）冲小孔，凸模必须考虑导向和保护；

4）快速装换凸模机构可靠性好。

常见的圆形凸模结构及固定方法如图7-4a所示。为了增加凸模的刚度和强度，凸模作成台阶式，用固定板固定，台阶处圆滑过渡，以避免应力集中，小端是工作部分，其尺寸和公差根据工件尺寸和制造方法确定。中间台阶和凸模固定板过渡配合（H7/m6）。最大台阶是用台肩保证凸模在卸料时不被拉出。这种凸模一般用于d=8～30mm

冲d=1～8mm的小圆孔凸模，可采用图7-4b所示的结构和固定方法，固定部分做成直通式，淬火时尾端回火，装配后铆开磨平。

图7—4凸模的固定形式

a)凸缘固定方式 b)铆接固定形式 c、d、e、f)螺钉固定形式

g)螺钉固定方式  h)环氧树脂固定方式  i)钢球固定方式 

j)定位销固定方式  k)小孔冲裁凸模固定方式

1—垫板或凸模座 2—凸模板 3—侧向螺钉 4—环氧树脂 5—弹簧 6—钢球 7—推钢球孔

8—凸模板或凸模座 9—定位销 10—固定螺栓 11—凸模套  12针状凸模  13—挡销

由于小凸模容易损坏，可做成快换凸模的结构形式，以使维修更换方便，其结构和固定方法如图7-4f、g所示。为了便于更换凸模的固定部分采用间歇极小的间歇配合（H7/f6）。

在厚板上冲小孔时，细小的凸模受力较大，容易折断。为了提高凸模的抗纵向弯曲力，可将小凸模装在护套里，然后将护套固定在凸模固定板上。这种凸模叫护套式凸模，其结构如图7-4k所示。

冲大圆孔或落料大件用的凸模，可采用图7-5所示的结构。它采用窝孔定位，窝孔与模板或凸模为过渡配合，再用3～4个螺紧固。为了减少磨削加工面积，凸模外圆的非工作部分要车小，端面加工成凹坑形式。大圆凸模也可以采用镶拼式结构，入图7-6所示。镶块采用工具钢制造并进行热处理。同样，为了减少凸模的磨削面积，将其中心部分挖成空心。镶块镶嵌在凸模固定座上，中间用一个螺钉紧固，然后再将凸模固定座用螺钉和销钉紧固在模板上。

 图7—5  大圆凸模

1—模板   2—凸模

                                                       图7—6  镶块式凸模

                                                      1—凸模固定座  2—凸模镶块

还有一种薄刃口组合圆凸模，如图7-7所示。它由刃口部分1和本体部分2组成相互之间采用螺钉或其它连接方式紧固。刃口部分材料与一般凸模相同；本体部分用普通材料，如Q235、45钢等。本体部分可不进行热处理。

对于非圆形凸模，为了便于加工和装配，通常将其固定部分做成圆柱形（图7-8）或长方形（图7-9）。如果非圆柱形凸模的固定部分采用圆柱形，则应有防止转动的结构，如图7-10中的止动销钉，或采用止动面。

图7—7  薄刃口组合圆凸模      图7—8 非圆形凸模的圆柱形固定        图7—9非圆形凸模的

     1—   薄刃口凸模 2—凸模本体                                                          长方形固定

           3—凸模固定板

具有复杂外形的凸模应设计成直同式（图7-11），以便于成形磨削或线切割加工，其固定方式与7-4b所示的相同。如凸模断面积足够大，可采用7-12的固定方式。

    图7—10 防止凸模转动的止动销    图 7—11 直通式凸模       图7—12  断面大的直通式凸模的固定

较小的凸模、冲多孔的凸模或冲薄板的凸模除用机械固定外，还可采用低熔点合金固定（图7-13）或环氧树脂粘结固定（图7-4h）。这两种固定方法不如机械固定发的紧固强度高，但可使模具制造和装配大为简化，其方法是在固定板与凸模连接处留有空槽，装配时，将凸模与凹模的间隙调整好，然后在空槽中灌注低熔点或环氧树脂，冷却后即可把凸模固定住。

图7—13低熔点合金浇注固定

凸模与固定孔的间隙大致.为0.3～0.5mm.

低熔点合金常用配方见表7-2，按第一种制成的合金，其抗拉强度为90Mpa，抗压强度为110Mpa，冷胀率为0.2％，密度为9.04g/cm。第二种配方制成的合金与按第一种配方制成的合金性能相近。

表7—2  低熔点合金配方

低熔点合金和环氧树脂固定法也可用在凹模、导柱、导套的固定中。

（2）确定  凸模长度一般是根据模具的具体结构来确定。采用固卸料板和导尺的模具结构时（图7-14），其凸模长度用下列公式计算：

式中  --凸模长度（mm）

      --凸模固定板厚度（mm）

      --卸料板厚度（mm）

      --导料板厚度(mm)

      --凸模进入凹模的深度（mm）

           --附加长度，包括凸模的修模量及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板之间的完全距离等。一般取15～20mm。

图7—14  凸模长度的确定

 (3) 凸模强度校核  一般情况下，凸模的强度是足够的，没有必要作强度校核。但对于特别细长的凸模或小凸模冲厚而硬的材料时，必须进行凸模承压能力和抗纵向弯曲能力的校验。

1）承压能力的校核。冲裁时，凸模承受压应力，必须小于凸模材料允许的压应力：

对圆形凸模，由上式可得：

                （7-2）

对于其他各种断面的凸模：

               （7-3）

式中  —凸模最小直径（mm）

      —料厚（mm）

      —材料抗剪强度（MPa）

      —冲裁力（N）      

      —凸模最小截面积（mm）

      —凸模材料的许用压应力（MPa），它的大小取决于材料种类、热处理和凸模的结构与工作条件。碳素工具钢淬火之后的许用压应力一般为淬火前的1.5～3.0倍。

2)抗纵向弯曲能力的校核。为了凸模在冲裁时不致发生纵向弯曲失稳，凸模的自由长度必须受到限制。

凸模无导向装置时，见图7-15a：

（30～95）

对于其它各种断面的凸模

（135～425）

凸模有导向装置时，见图3-34（b）：

 （85～270）

对于其它各种断面的凸模

（380～1200）

式中   —凸模不失稳弯曲的最大自由长度（mm）

       —凸模的最小直径（mm）

       —冲裁力（N）

         —凸模最小断面的惯性矩（mm），直径为d 的圆凸模。

图7—15 无导向和有导向凸模   

a)无导向  b) 有导向

2、凹模

(1) 凹模的结构形式与固定方法  常见的凹模结构形式有整体式凹模和组合式凹模两种形式。

图7-16所示为整体式凹模结构，其俯视外形按毛坯和工件形状可做成矩形或圆形，用螺钉和销钉直接固定在模板上。整体式凹模的特点是制作简单，工作部分与非工作部分做为一体，全由优质钢制造，使用时，若局部损坏就得整体更换。因此，整体式凹模只适用欲冲制中、小型工件。

图7-17所示为组合式凹模结构。凹模的工作部分与非工作部分是分开制成的，非工作部分（图中凹模套1）可以用普通钢制造。凹模2过渡配合压装在凹模套1（或固定板）内，然后再用螺钉和销钉把凹模套紧固在 模板上。组合式凹模而已节约贵重的模具材料，且当凹模损坏后易于维修更换。这种凹模适用于冲大、中型工件上的孔。

图7—16  整体式凹模                        图7—17  组合式凹模

                                                    1—凹模套  2—凹模

（2）凹模的孔口形式  凹模的孔口形式通常有如图7-18所示的几种。图中a、e为 直壁形，刃口强度高，刃磨后空口尺寸不变，制造方便。但是在孔口 内 易于积存工件或废料，增大了凹模的胀力、推件力和孔壁的磨损； 磨损后每次的修磨量大，模具的总寿命较低。此外，凹模磨损后孔口可能成倒锥，使冲成的工件或废料反跳到凹模表面上，造成操作困难。直壁形孔口 凹模适用于冲裁精度较高、厚度较大的工件。对于上顶出工件（或废料）的模具也采用此种孔口形式。A适用于圆形或矩形工件；e适用于形状复杂的工件。b、c、d的孔口为锥形，孔口 内不 易于积存工件或废料，孔壁所受的胀力、摩擦力小，所以凹模的磨损及每次的饿刃磨量小。但刃口强度较低，且刃口的尺寸在修磨后略有增大。一般用于形状简单，精度要求不高和较薄的冲裁件。c适用于较复杂的冲裁加件；d用于冲裁薄料和凹模厚度较薄的情况。

图 7—18 凹模的孔口形式

f为凸台式凹模，适用于冲裁软而薄的金属与非金属材料，这种材料一般不淬火或淬火强度不高[（35～38）HRC]，可以用手锤敲打凸台斜面以调整模具间隙，直到试冲出满意的冲压件为止。

凹模孔型的直壁高度（h）、斜度角（和）与工件的材料厚度和加工方法有关，其数值见表7-3。

还有一种和整体凹模相比，其厚度和长度要小得多薄刃口组合凹模的结构。这种结构及设计不仅适用于普通冲裁，也能用于诸如奥氏体钢板叠层冲裁模等简易而先进的模具。

薄刃口组合圆凹模如图7-19所示。用模具钢制作的薄刃口模1是与垫板2用螺钉或压板紧固和用粘结剂紧固在一起的。如果两者和二为一，用同种模具钢制作，即变为普通的整体凹模 ，可视为图中点划线所示。

表7-3  凹模孔型参数

图7—19 薄刃口组合凹模

 1—薄刃合凹模 2—凹模垫块 3、5—紧定螺钉 4—下模座

（3）模外形尺寸的确定  凹模外形尺寸应保证有作够的强度和刚度。由于凹模的结构不一`，受力状态又比较复杂，一般根据冲裁件迟缓厂和板料厚度，按下列经验公式确定外形尺寸（见图7-20）。

 凹模高度

       （15mm）

凹模壁厚（刃口到外边缘的距离）：

～2.0）   （30～40）

式中 —冲裁件最大外形尺寸（）

     —系数。考虑坯料厚度影响的系数，其值可参考表7-4。

                                              表7-4 系数K值

图7—20  凹模外形尺寸

上述方法适用于确定普通工具钢经过热处理，并在平面支撑条件下工作的凹模尺寸。冲裁件形状简单时，壁厚系数K取偏小值，形状复杂时取偏大值。用于大批量生产条件下的凹模，其高度应该计算结果中增加总的修模量。

3.拼结构式组合凹模

大型、中型和复杂形状、局部薄弱的整体凹模，往往给锻造、机械加工或热处理带来很大的困难，当它局部磨损后又会造成整个凹模的报废。为此。常采用镶拼结构式组合凹模。

镶拼结构一般有拼接和镶接两种。拼接是将整体凹模块分割成若干块拼接起来；镶接则是将局部形状分割出来再镶入。于7-21所示为镶拼结构的几个例子。

镶拼结构设计的一般原则为：

（1）       便于加工制造，减少钳工工作量、减少热处理变形。具体办法是：

1）尽量将形状复杂的内形分割后变为外形加工，以便于机械加工和成型磨削；同时，拼块断面可以做得较均匀，以减小热处理变形，提高模具制造精度。

2）如有对称轴线，应沿对称轴线分割，对于圆形件应尽量沿径向分割。这样形状尺寸相同的分块同时加工磨削,并便于装配紧固。

3）沿转角、尖角分割，拼块角度应，以便于机械加工，避免热处理开裂

4）圆弧单独做成块，拼接线应在离切点4～7mm的直线处。大弧线、长直线可以分为几块，拼界线要与刃口垂直。接合面接触处不宜过长，一减少磨削工作量，一般为12～15mm。

（2）  便于维修更换与调整

1）比较薄弱或易磨损的局部凸出或凹进的部分，单独做成一块

2）拼块之间可以通过增减垫片或磨接合面的方法，以调整间隙或中心矩

（3）   满足冲裁工艺要求

1）如果凸模和凹模都采用镶拼结构，凸模与凹模的拼接线应错开3～5mm，以避免产生冲裁毛刺。

2）大型或后料冲裁件的镶拼模，为减小冲裁力，可以将凸模（冲孔时）或凹模（落料时）做成波浪形斜刃，如图7-22所示，斜刃要对称，分块线一般取在波浪的高点或低点，每块最好取一个或半个波形，以便于加工制造。

图7—21  凹模镶块及固定方法

a)—键、楔固定  b)—垫片、楔固定 c) —热压配合

d )—键固定 e)—止口和横向螺栓固定  f)—低熔合金斜楔固定

镶块或拼块的固定可以采用热套、锥套、框套、螺钉销钉紧固以及低熔点合金和环氧树脂浇注等方法。采用螺钉销钉固定时应注意螺钉销钉的加工精度和布置方法。销钉应淬火磨光，销孔热处理后应研磨，有时为了避免销孔热处理变形，可以采用家软钢套的办法。此外，每块镶块应以两个销钉定位；螺钉布置应接近刃口而销钉则远离刃口，两者参差排列。

图7—22 斜刃冲裁模的镶拼结构                   图7—23 框套螺钉紧固示意图

还有一种框套螺钉紧固法，多用于中小镶块。螺钉通过框套将镶块拉紧或顶紧，使镶块紧密配合，如图7-23。 

图7-24所示为用于两对半合的镶块模的双斜契紧固方式。

图7—24  用斜楔紧固镶块

图7-25所示为直接以螺钉、销钉紧固 ，一般用于大、中型镶块模上。图7-22a，为只靠螺钉、销钉紧固，用于冲压料厚t＜1.5mm的零件，图7-22b,增加了止推键，用于冲压料厚t=1.5--2.5 mm的零件，图7-22c采用了窝槽形式，用于冲压料厚t＞2.5mm的零件。因为料厚增厚，很可能导致水平推力增大。

镶拼式组合凹模具有下列优点：每个拼块可以磨削，因而刃口尺寸和模具间隙可以得到精确控制；冲模制造精度高，使用寿命长；分块后消除了应力集中，断面均匀，减少或消除热处理内应力、变形与开列；便于维修与更换损坏部分，减少模具制造与维修费用，节约模具钢；凹模分块后，可以用小设备加工大模具。其缺点是拼块尺寸精度高，加工工艺复杂；镶拼结构的装配和调整也比整体结构复杂。

图7—25  用螺钉和销钉紧固镶块

小冲孔凹模采用镶嵌筒状凹模，为使废料顺利落下，废料孔采用阶梯扩大。筒状凹模的安装采用螺钉或键连接，或用凸沿压接，必须对其定位止转。

小孔筒状凹模的结构和安装方法如图7-26。

图 7—26   小孔筒状凹模结构及安装

a)低熔点合金、螺钉或销钉固定   b)六角螺钉、矩形键固定

c)压入配合固定  d)止动螺钉固定  e)套筒式键固定

凹模采用螺钉或销钉固定，螺孔之间、螺孔与销孔之间及与刃口边之间的距离要有足够的强度，其最小值可参考表7-5。           

4.凸凹模

复合模中的凸凹模内外缘均匀刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，它不象般凹模那样可以将外缘轮廓尺寸扩大，所以从强度考虑，壁厚受最小值限制。凸凹模的最小壁厚受到冲模、结构的影响：凸凹模装于上模（正装复合模）时，内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些；凸凹模装于下模（倒装复合模）时，直壁型孔口内积存废料，胀力大，最小壁厚可以大些；凸凹模的最小壁厚值，一般按经验数据确定。

不积存废料的凸凹模的最小壁厚：对冲制黑色金属和硬材料，约为工件的1.5倍，但不小于0.7mm；对有色金属和软材料，约等于工件厚度，但不小于0.5mm。积存废料的

凸凹模的最小壁厚（a）和最小直径（D）可参考表7-6选用

  表 7-5 螺孔、销孔之间及至刃口边的最小距离 （单位：mm）

表7-6  凸凹模最小壁厚

二、    定位零件 

冲模定位零件的作用是使毛坯正确送进及在冲模中处于正确位置，保证冲出合格工件，不致冲缺热报废。

1.定位零件

主要指定位板或定位销，一般用于对单个毛坯的定位。这种定位可以以外轮廓定位，也可以以内孔定位，其主要形式如图7-27所示。

设计定位板与定位销时，应注意以下几点：

1）工件外形简单时，应以外形定位，外形复杂时以内孔定位；

2）定位要可靠，放置毛坯和取出工件要方便，确保操作安全；

3）对于形状不对称的工件，定位板要有鲜明的方向性（如图7-28），以防止出现废品或由于操作不当而引起事故。

4）若工件需要经过几道冲压工序完成时，各套冲模应尽可能利用工件上同一个定位基准，以避免累积误差。

图7—27 定位板与定位销

图7-28 定位板的方向

定位板应有两个销钉固定以防止移动定位板或定位销与毛坯间的配合一般按H9/f9配合。定位板与定位销头部高度h值，可按表7-7选取。

表7—7   定位销头部高h

2.导料杆

图7-64为导料销送进导向复合模在条料的同一侧设置两个固定当料销12。为了保证条料在首次后末次冲裁时的送料方向正确，专门设有一活动导料销。只要保持条料沿导料销一侧送进，即保证条料正确的送进方向。

导料销也可以压装在凹模上。导料销结构简单，制造容易，多用于简单模或复合模。采用导料销导料时，条料宽度可按有侧压装置的公式计算（图2-14）。

条料沿导料板送进保证送进方向。导料板与导板（卸料板）可以分开制造，如图7-29a、b所示。也可以制成整体的、如图7-29c所示。整体式导料板用于条料宽度60mm的小型模具。导料板导料适用于简单模和级进模。为使条料顺利通过，导料板互相的距离应该等于条料的最大宽度加上双边间隙值。无侧压装置时条料的宽度和导料板间距离按无侧压装置的公式计算（图2-15）。

导料板的高度（H）与条料的厚度（t）、当料销的高度（h）及导料方式有关，其数值可参考表7-8选取。

                                  表7-8 导料板的高度  （单位：mm）

如果条料宽度尺寸公差较大，为了节省板材和保证冲压件的品质，应在进料方向的一侧装侧压装置迫使条料始终紧靠另一侧导料板送进。图7-30所示为常用的几种侧压装置形式。

图7—30  常用的侧压装置

a)弹簧片   b)弹簧压块式   c) 压板式   d)双压板式  e)弹簧压块式

簧片和簧片压块式侧压结构简单，侧压力小，常用于料厚1mm以下的薄料，簧片的数量视具体的情况而定。簧片压块式侧压力较大，适用于冲裁厚料，一般设2～3个。压块式侧压力大，且均匀，它的装置位置一般只限于在进料口，如果冲裁工位多，则在末端起不到侧压作用。双压板式能保证条料的中心位置不变，不受条料宽度公差影响，常用于无废料排样，但其结构较为复杂。料厚小于0.3mm或自动送料时，不宜采用侧压装置。

有侧压装置时，条料宽度（b）按图2-14计算，导料板间的距离（S）按下式确定，见图7-30e：

                                                 （7-10）

式中为有侧压时导尺与最宽条料之间的单面最小间隙。视有无侧压而不同，其值可参靠表7-9。

表7-9  侧压板高度H、h间隙值  （单位：mm）

3.挡料件

该件的作用是限定条料的送进距离，并起定位作用。挡料件主要形式有固定挡料销、活动挡料销，临时挡料销和侧刃等。         

(1)固定挡料销  固定挡料销分圆形和钩形两种，一般装在袄木上，圆形挡料销（图7-31a）结构简单，制造容易，但销孔离凹模刃口太近，回削弱凹模强度，钩形挡料销(图7-31b）销孔远离刃口，你会削弱凹模强度，为防止形状不对称的钩头转动，需加定向销，增加了结构的复杂性。固定挡料销适用于手工送料的简单模或级进模。 

图7—31  固定挡料销

（2）活动挡料销  这种挡料销的后端有弹簧或弹簧片，挡料销能自由伸缩，如图7-32所示。图a、b常用在带有弹性卸料板的结构中，复合模中最常见，如图7-64中件11和件18。图c是回带式活动挡料销，在其送进方向带有斜面，送料是搭边碰撞斜面使挡料销抬起越过搭边，然后将条料拉接，挡料销的后端面抵搭边定位。每次送料都要先送后拉，做方向相反的两个动作。回带式挡料销通常用在连续模中。         

图7—32  活动挡料销

（3）临时挡料销   临时挡料销又称始用挡料销。这种挡料销在级进模中用得较多。级进模有数个工位，条料冲前几个工位时需用临时当料销。用时往里压，挡住条料而定位，第一次冲裁后不再使用。临时挡料销的常见形式如图7-33所示。

图7—33   临时挡料销

(4)自动挡料销  采用这种挡料销送料时，无需将料抬起或后拉，只要冲裁后将料往前推便能自动挡料。故能连续送料冲压(图7— 34)

图7—34  自动挡料销

 (5)侧刃  侧刃定距是通过在条料侧边冲切各种形状缺口，达到限定条料送进距离的目的。根据断面形状，常用的侧刃可分成三种类型(图7—35)。

图7—35  侧刃的形式及磨损后形成的毛刺

a)长方形侧刃   b)成形侧刃    c)尖角形侧刃  d)侧刃磨损后形成的毛刺

长方形侧刃(图7-35a)制造简单，但当刃口尖角磨损后，在条料侧边形成毛刺(图7—35d)影响送进和定位。成形侧刃(图7—35b)的尖角磨损后产生的毛刺(图7—35d)，在条料的缺口内，不会影响条料的送进和定位。但必须增大切边的宽度。增加材料的消耗。尖角形侧刃(图7—35c)需与弹簧挡料销配合使用。先在条料边缘冲切尖角缺口，当条料送进缺口滑过弹簧挡销后，反向后拉条料至挡销卡住缺口而定距。尖角形侧刃定距废料少，但操作较麻烦，生产率较低。

侧刃的固定可以采用图7—36所示的几种方法，其中铆固法用得最多。如图所示，侧刃的工作端部通常做成台阶形，冲裁时凸出部分先进入凹模导向，可避免侧压力损坏侧刃。只有当被冲材料很薄时，才采用无台阶的平端面侧刃。

图7—36  侧刃的固定方法

 侧刃的数量可以是一个或者两个。两个侧刃可以布置在同一侧，也可以在两侧对角布置。后者可以保证料尾的充分利用。

 图7-37为侧刃、条料宽度与导料板间距离的尺寸关系示意图。

图7—37有侧刃冲裁的尺寸示意关系图

侧刃的长度设为,=+(0.05～0.1)mm

式中  ——送料进距  =D+；

      D一一工件沿送料方向的尺寸；