2.10 切边模

2.10.1 废料切刀卸料正装垂直切边模

末次拉深后的筒形件口部一般是不齐的，或成45°的漏斗形部分需要切边，才能保持制件口部齐平。

正装垂直切边模一般用于较长拉深件切边和多工位传递模拉深后切边，制件从凹模内落下。

如图2-105所示为采用废料切刀卸料正装垂直切边模。

本模具废料切刀装在上模，切边凹模装在下模，制件放入凹模孔内，切边时利用凹模孔做初定位，凸模下行，定位柱先插入制件最后控制制件高度。切边后封闭的废料环由废料刀切开分离，制件从凹模孔内下落。

2.10.2 弹压卸料正装垂直切边模

如图2-106所示为采用弹压卸料正装垂直切边模。

本模具凸模3、凹模1的工作部分均是锋利的刃口。在未切边前，筒形件口部有凸缘，为便于垂直切边，切边后筒形件口部保留有微小的凸缘，如图中5为切边后制件口部放大。切边后废料由弹压卸料板卸下。

2.10.3 推落式挤薄切边模

如图2-107所示为推落式挤薄切边模。

工作时，利用切边凹模孔定位，凸模上的定位柱起到精定位作用，保持定位柱、制件内径和切边凸模同轴。切边后的环形废料由卸料板整体卸下，制件从凹模孔中落下。

图2-105 废料切刀卸料正装垂直切边模

1—废料刀 2—切边凸模 3—定位柱 4—凹模

图2-106 弹压卸料正装垂直切边模

1—凹模 2—定位柱 3—凸模 4—卸料板 5—切边口部放大 6—筒形件

图2-107 推落式挤薄切边模

a）模具结构示意图 b）挤薄切边凸模、定位柱、凹模之间相互关系 1—凹模 2—定位柱或拉深凸模 3—切边凸模 4—卸料板

本模具凹模的洞口为无锋利的刃口，而是圆角；凸模有锋利的刃口，冲切时利用凸模刃部在靠近凹模入口的圆角处，将筒形件凸缘挤薄并切下，完成切边工作。

切边凸模、定位柱、切边凹模之间关系如图2-107b所示。凹模圆角部分与直壁部分不相切，而是在A点与直壁相交。这样的凹模既能供拉深又能起到较好的挤薄切断作用。

2.10.4 圆形拉深件倒装垂直切边模（一）

如图2-108所示为圆形拉深件倒装垂直切边模。

图2-108 圆形拉深件倒装垂直切边模（一）

本模具适用于小型带有凸缘拉深件的切边。制件图中D为切边后尺寸。图示凹模2装在上模，切边凸模5装在下模。工作时，拉深好的坯件套在定位柱4上定位后，上模下行，利用打杆1、推板3自身质量对被切边的制件有个微小的压力，上模继续往下，通过切边凹模2和凸模5将多余边料切去。

初始切边时，废料切刀6不起作用，切下的废料形成一个个环状箍在凸模5上，当积存的废料厚度到一定值时，最下面的一个废料环与切刀的切削刃接触，只要凹模再往下冲时，切刀立即把废料环切断而分成两部分，废料脱离凸模。

废料切刀6是在一个整体零件上开有两个切削刃，也有做成单个的，安装时，切削刃都紧挨着凸模。

从使用和结构方面考虑，整体式废料切刀用于直径较小的凸模，便于安装，但用料多些。

2.10.5 圆形拉深件倒装垂直切边模（二）

如图2-109所示为圆形拉深件倒装垂直切边模。

本模具废料切刀采用单个圆形件（见图2-109b）结构，分别紧挨凸模4两边安装。其切削刃高度比切边凸模的切削刃低，常取大于被冲料厚的2.5～4倍，但不小于2mm，使凹模切削刃不致碰到切刀的切削刃而损坏。

图2-109 圆形拉深件倒装垂直切边模（二）

a）模具主要部分结构 b）圆形废料切刀 c）镶块式废料切刀 1—废料切刀 2—凹模 3—废料 4—凸模

圆形废料切刀和镶块式废料切刀，制造简单，比整体式废料切刀省料，用于直径较大的凸模，要求紧靠凸模装配，对装配要求较高。图示α=40°～42°。

2.10.6 矩形拉深件倒装垂直切边模

如图2-110所示为小矩形拉深件倒装垂直切边模。制件由定位块7定位，切边后由打板5推出，废料由左右两边的废料切刀8切断分离。

2.10.7 高圆筒形件凸缘切边模

如图2-111所示为高圆筒形件凸缘切边模。

为了使切边后的制件在模具中能自动顶出，在凹模内设置了弹顶装置。

工作时，坯件放进定位推块4内，由于顶杆5的支承（与下弹顶器7相连），制件有约2/3的高度超出定位推块4的上平面。上模下行，使制件跟着下降，迫使顶杆5向下移动，弹顶器7受压缩，直至在凸模1与凹模3的作用下将凸缘完成切边工作。上模回升，定位推块4将制件推出凹模3，弹顶器7将制件弹出即可取出制件。

设计时需注意弹顶器7的顶出力要适中，不能使制件底部压出凹痕。

图2-110 小矩形拉深件倒装垂直切边模

1—固定板 2—凸模 3—衬板 4—打杆 5—打板 6—凹模 7—定位块 8—废料切刀 9—垫板

2.10.8 矩形拉深件凸缘切边模

如图2-112所示为矩形拉深件凸缘切边模。

被切制件凸缘周边有一定形状和尺寸要求，本模具采用倒装式结构，放取件较方便，但操作均要人工执行。

凹模采用镶块结构，制件由定位板定位。采用刚性推件装置推出制件，弹性卸料装置整体卸下废料，需及时清除后方可进行下一个制件的切边。

2.10.9 圆帽形件浮动式水平切边模

如图2-113所示为圆帽形件浮动式水平切边模。

图2-111 高圆筒形件凸缘切边模

a）坯件（由厚0.8mm铝板拉深成） b）制件 c）模具 1—凸模 2—卸料板 3—凹模 4—定位推块 5—顶杆 6、7—弹顶器

图2-112 矩形拉深件凸缘切边模

1—凸模 2—卸料板 3—凹模镶块 4—推件板 5—定位板

工作时，先将毛坯放在顶件块10上，上模下行，活动模芯12及凸模14亦插入毛坯内，随即三个限位柱13压住凹模11（凹模镶固在滑块8上，滑块的四边均有凹、凸槽与四边的斜楔6相互接触）向下运动，凹模及凹模内的毛坯一方面向下移动，另一方面在水平方向（先向左，再向后，又向右，最后向前，动作的先后顺序如本图右下角所示）逐渐移动，从而将毛坯的余边切去。

凸模14与凹模11的间隙由限位柱13控制，本模具的间隙取0.05～0.08mm。活动模芯12与凸模14同心，便于插入毛坯内。因此在滑座的上端面作一凹窝，并由有弹簧17紧压的钢珠16与之配合，使活动模芯在切边完毕复位时保持在中心位置。凹模与滑块的回升则靠弹

图2-113 圆帽形件浮动式水平切边模

1—下模座 2、18、20—内六角螺钉 3—顶杆 4—定位板 5—六角螺栓 6—斜楔 7—滑板 8—滑块 9、17—弹簧 10—顶件块 11—凹模 12—活动模芯 13—限位柱 14—凸模 15—滑座 16—钢珠 19—模柄 21—上模座 22、24—托板 23—橡胶块 25—螺母 26—螺杆 27—圆柱销

顶器通过三根顶杆3作用顶起。

2.10.10 圆形拉深件浮动式水平切边模

如图2-114所示为圆形拉深件浮动式水平切边模。

图2-114 圆形拉深件浮动式水平切边模

a）模具

图2-114 圆形拉深件浮动式水平切边模（续）

b）凸模运动图与中导板断面 1—顶杆 2、4、5、6—导板（斜楔） 3—凸模 7—压杆 8—导板随动件 9—限位柱 10—凹模 11—固定圈

本模具使凸模3相对于凹模10作前后左右运动的导板固定在上模部分，凹模则固定在下模。工作时，被切料厚为0.6mm的圆形拉深件放入凹模10和固定圈内，上模下行，制件在顶杆1和压杆7的弹压作用下被夹紧，上模继续下行，作水平运动的凸模3从圆形拉深件内部往外沿着一定高度和运动轨迹将多余边料切去。当压力机行程为76mm时，导板2、4、5、6的斜面向下运动，与导板随动件8的外侧面接触，由于导板随动件与凸模是固定在一起的，凸模的水平运动是因为导板随动件和四个导板之间的斜面接触而产生的，但垂直面接触是不产生运动的。

凸模的水平运动共有八个方向来完成切边工作。凸模运动图和导板2、4的横断面见图2-114b。

1）初始运动，由导板4推动凸模，凸模运动方向从中心出发，直接向前。

2）向右，靠导板2的作用。

3）向右后方，靠导板2和5的作用。

4）向后，靠导板5的作用。

5）向左后方，靠导板5和6的作用。

6）向左，靠导板6的作用。

7）向左前方，靠导板6和4的作用。

8）向前，靠导板4的作用。

2.10.11 方形拉深件浮动式水平切边模

如图2-115所示为方形拉深件直边浮动式水平切边模。

拉深后的方形件，侧面高低不齐，可以利用这类冲模将边切齐。

工作时，制件放入芯子12，然后一起放入凹模11中，凸模14下行，通过芯子12将弹簧5压缩。以后，四个限位顶杆13压在凹模11的平面上，维持凸、凹模间的间隙Δ，并使凹模随同凸模下降。

图2-115 方形拉深件直边浮动式水平切边模

a）模具 b）件11凹模

图2-115 方形拉深件直边浮动式水平切边模（续）

c）件25、27前后导板 d）件7、23左右导板

图2-115 方形拉深件直边浮动式水平切边模（续）

e）拉深件切边模的切割过程

由于四周导板7、23、25和27的作用，凹模在下降时，对凸模作相对的水平运动。按图2-115b凹模和图2-115c和图2-115d的前后、左右导板形状，其相对水平运动和切边顺序大致说明如下（切边过程见图2-115e）。

1）原始位置（图2-115e的①），凹模的中心O与凸模中心重合。

2）凹模下降时在导板的作用下，沿X轴及Y轴各移动2.45mm，抵达中心O₁位置。由于凸模在水平方向无移动，图2-115e的②中阴影斜线部分被切除。

3）凹模中心从O₁位置移至O₂，X轴向反向移动1.8mm，Y轴向反向移动4.9mm，如图2-115e中的③。切除部分用阴影直线表示。

4）凹模中心从O₂移至O₃，X轴向及Y轴向再次反向各移动3.2mm，如图2-115e中的④。切除部分用阴影横线表示。

通过以上三个移动，制件四周全被切出。冲程回升时，凹模在向上移动的同时，也作水平方向的运动，最后回到图2-115e的①的原始位置。弹簧5把切齐的制件与芯子12一起顶出。

2.10.12 胀开式水平切边模

如图2-116所示为胀开式水平切边模。它适用于较大的矩形拉深件切边。凹模1为整体式结构，凸模由4件组成，件6（见图2-116c）和件8（见图2-116d）各2件。这四件凸模，夹在压板3和5中间可以活动，平时由弹簧7把它们相互拉紧。

待切边的矩形拉深件，放入凹模1中，由顶板2托起。上模往下冲时，压板3先进入拉深件内，并将顶板2压下。当限位圆柱4与凹模1的平面接触后，压板3、5以及夹在这两块板中间的凸模等零件就不再下降，而固定在上模座上的斜楔10、11、12则继续向下，推动凸模作水平运动，于是切边工序开始。

图2-116 胀开式

a）制件图 b）结构图 c）件6凸模

水平切边模

d）件8凸模 e）切边过程第一阶段

图2-116 胀开式水平切边模（续）

f）切边过程第二阶段

斜楔11和12的高度，大于斜楔10的高度，因而斜楔11、12的斜面先和凸模6、8的斜面接触，使凸模沿Y—Y轴向涨开（见图2-116e），把拉深件两边多余的材料切去。在图2-116e所示位置，凸模6、8的斜面与斜楔11、12的斜面已脱离接触，同时凸模的一侧面已靠住导向板9，切边过程第一阶段结束，开始向第二阶段过渡。

切边过程的第二阶段，斜楔10的斜面与凸模6、8端部的斜面接触，凸模6、8在斜楔11、12侧面与导向板9的引导下，沿X—X轴向移动，把矩形拉深件的另两边切去（见图2-116f）。

上模上行时，凸模在弹簧的作用下，重又回到原始位置，顶板2把已切边的工件顶出。

2.10.13 矩形锂电池铝合金外壳切边模

如图2-117所示为矩形锂电池铝合金外壳切边模。

图2-117 矩形锂电池铝合金外壳切边模

本模具采用浮动凹模水平搓切原理完成矩形壳体切边工作。为了便于取出套在凸模上的废料，上模中增加卸料装置，利用压力机上固有的打料装置并通过模具中的打料杆24、压块21、卸料螺钉20、卸料板14等将废料从凸模上卸下。

冲裁时，将锂电池外壳置于凹模腔内后，压力机滑块带着上模下行。高度定位10杆进入锂电池外壳腔内并压迫壳底部和顶杆，直到凸模固定板18下端面与凹模8上端面接触，此时完成了锂电池外壳冲裁高度的定位。接着凸模固定板18下端开始推动凹模8一起继续下行（与此同时凹模下端面的4根凹模顶杆也向上压迫凹模，使凹模上端面在工作中紧贴着凸模固定板下端面）的过程中，凹模在凹模板左镶块和凹模板右镶块的作用下相对于凸模固定板下端面运动，先向左移动1.3mm，而后回中后再向右移动1.3mm，至此完成了锂电池外壳2个相对大边的冲裁。

同理，增加两块凹模板镶块，即凹模板前镶块和凹模板后镶块，其作用是使凹模在刚完成锂电池外壳左右两条长边的冲裁并继续下行时，推动凹模相对于凸模固定板下端面前后移动，从而也完成了锂电池外壳两条短边的冲裁。由于实际的锂电池外壳开口处除了4条边外，还有4个角，为了使压力机在一次来回冲裁中可将锂电池外壳端口冲裁平整，安排锂电池外壳在凹模中的放置与Y轴成45°，如图2-117c所示。

图2-117b中高度定位杆以弹簧连接片与凸模连接，弹簧连接片下部左右各有两个对称凸缘，一方面在冲裁时横向压迫高度定位杆以产生适当的压边力，另一方面在未冲裁时使高度定位杆相对于凸模的中心对称。高度定位杆在冲裁中与顶杆一起确定锂电池外壳的冲裁高度。在非工作状态下，顶杆上端上升至凹模腔的一半。凸模下端与凸模固定板的下端应成同一水平面。

2.10.14 旋转切边模

如图2-118所示为圆筒形拉深件旋转切边模。

1.模具结构

本模具上模部分主要由凸模1、芯模3、定位柱2和滚轮16等组成。凸模在工作时只作上、下垂直运动；芯模是为了防止工件变形及确定制件的高度尺寸；两定位柱的作用是控制凸模1和凹模4之间的间隙，同时通过凹模、三片夹块6夹紧制件和推动凹模及螺杆13作旋转运动。

下模部分主要由凹模4、三片夹块6、螺杆13、螺母14、定位块5、滑板11等组成。凹模4外形与刃口内孔有一偏心距e（图示e=2.5mm），通过三根滑动销17与螺杆13连接，工作时可随螺杆作上、下旋转运动，并相对螺杆可作少量上、下运动；定位块5是控制螺杆向上运动时的终点位置；螺母14与与滑板11是刚性连接，工作时在滚轮16的作用下可推动下模向右移动。

在压力机行程不够的情况下，可增加一拉手7，取放制件时，将下模拉出。

2.动作过程

将坯件放入凹模4内，起动压力机，滑块下行。芯模3将坯件推入螺杆13内至待剪位置。随后两定位柱2通过凹模4、三片夹块6把坯件夹紧。滑块继续下行，凹模与螺杆，在两定位柱的作用下，在螺母14内向下旋转。从而逐渐沿坯件周边剪切。当凹模4旋转到120°时，坯件被剪去约3/5（如图2-118e所示）。滑块继续下行，滚轮16与斜面板15接触。此时凹模除作向下旋转运动外，同时还向右作水平运动。至凹模向下旋转到180°，并向右移动3e时，剪切完成。滑块上升，螺杆13与凹模4在弹簧10的作用下，向上作旋转运动。同时下模部分在弹簧9的作用下向左水平运动复位。当螺杆13旋转至定位块5卡入定位槽时，螺杆停止运动。

图2-118 圆筒形拉深件旋转切边模

a）制件（由厚0.7mm的08F拉深成圆筒形件） b）旋转切边模

滑块继续上升，凹模4、三片夹块6在卸料弹簧8作用下，将制件从螺杆13内推出。完成整个剪切工作。

图2-118 圆筒形拉深件旋转切边模（续）

c）凸模1与芯模3的连接体结构 d）凹模4外形 e）剪切原理示意图（o—工件旋转中心 a—工件中心 o′—凸模中心 e—凸模中心与工件中心偏心距）

3.切边剪切原理

图2-118e是剪切过程示意图。工作时，凹模4在上模两定位柱2的作用下，带动制件除作上下运动外，还在滚珠丝杠螺母副的作用下，作旋转运动。由于凹模4的内孔与外圆有一偏心距e=2.5mm（见图2-118d）。因此，在旋转过程中逐渐切去制件周边。图2-118e中①图为剪切起始位置；图2-118e的②图是凹模4旋转30°时的情形，图中的阴影部分AB为切去部分；凹模4继续旋转至120°时如图2-118e的③图，此时切去了ABC的阴影部分；为了继续切去剩下部分AC，工件在继续旋转的同时，并向右移动3e距离。旋转至180°时，剪切完成，如图2-118e的④图所示。

2.10.15 大型件切边模

如图2-119所示为大型覆盖件倒装切边模。

图2-119 大型覆盖件倒装切边模

a）模具 b）废料刀位置 c）镶块式废料刀

本模具采用铸造的上、下模座6和1，装有导向的大型模架。安全螺栓7和侧销10保证活动推板的安全。推板与上模座之间采用防磨板5导向并减磨。凸模12和凹模11采用镶拼结构。由废料刀3切断后的废料沿滑槽2滑下。

大型件切边模废料刀的设置部位如图2-119b所示。废料切刀的布置，要考虑受力对称和排除废料方便，成对称设置，刃口的开口角α=10°。切边轮廓线有凸起时，在凸起处设废料刀。角部设置废料刀时，要靠近直线与圆弧交接处。

2.10.16 薄壁筒形拉深件横向切边模

如图2-120所示为薄壁筒形拉深件横向切边模结构。

图2-120 横向切边模结构

对于薄壁筒形拉深件的底部，如果按图2-120a中④所示要求筒壁与端面平直时，除了采用常规的车削加工外，可以用本模具横切边方法解决。

本模具由上、下模两部分组成。上、下模安装在带有滑动导向的标准模架上（图中未详细画出）。下模部分供切边定位用的芯模2、固定板10装配成H7/r6配合，成为一体，无外力作用的情况下是不会变动的，但可以有微量调整，以适应轴向尺寸变化的需要。芯模2与固定板10为自由体，由操作人员掌握使用。

图示为切边前，芯模2上已套有制件，放在下模中定位状态，操作时用手扶住带件的芯模固定板与定位板12、13、A面贴紧，大拇指在制件的上面轻轻地连压带往后拉的作用力，促使制件在B处靠住，保证定位准确、可靠，不出现间隙为准。正常情况下冲切长度L的误差可控制在±0.05mm之内。对于切割不锈钢料，在实践中，开始用一次切，当发现余料快切断的最后部分，由于废料不能很好地变形而成拉断状况，而影响到切断面质量，所以改成首次切后留出约0.5mm的余量，第2次再切掉效果较好。

采用硬质合金凹模，其硬度高、耐磨，减少刃磨，寿命长，可以长期使用。

2.10.17 矩形拉深件对角切边模

如图2-121所示为矩形拉深件对角切边模。

图2-121 矩形拉深件对角切边模

1—拉手把 2—锁紧杆 3—凸模（切刀） 4—垫板 5—推块 6—弹性凹模

工作时，制件放入开口的弹性凹模内，底部碰到推块5以控制拉深件切边高度，然后通过锁紧杆2夹紧制件进行冲切。凸模尖端先接触到制件的一角使其冲破，凸模继续下行，完成全部冲切。

本模具凸模有锋利的刃口，并由α、θ两个角构成（α≤70°，θ=30°），这样的凸模形状，使切割废料向外卷出，减少向下压力。

切边结束后，松开锁紧杆2，拉动拉手把1，推块5将制件从凹模中推出。