金属薄板坐标网格冲压模具技术领域
本发明提供一种金属薄板坐标网格冲压模具，属于金属薄板应变测量坐标网格
印制技术领域。
背景技术
随着新板金件和新材料的不断出现，关于板材成形性能的研究日益广泛和深入。
60年代以来，Keeler和Goodwin提出的成形极限图有助于这方面的研究。为了建立
成形极限图，必须找到一种在板材上绘制座标网格的方法。目前印制座标网主要有
五种方法：划线器划线、橡皮压花、丝网漏印、接触照相、电化学腐蚀方法。其中
后三种方法，应用尤为普遍。
在实践过程中发现，通过传统的坐标网格印制技术生成的坐标网格在冲压加工
之后会因为挤压和磨损出现网格损坏等缺陷，对后续的应变测量带来了很大的误差。
同时，采用传统的坐标网格印制技术生成网格需要进行大量的前期准备工作，耗时
较长，尤其是在制品数量比较大的情况下，往往需要大量的时间来完成网格印制工
作，而且废品率较高。比如划线法，虽然设备简单，但是网格精度太低，划线深度
太深，容易影响板料成形质量；橡胶印花法，其印制的网格精度不高，分辨率受限
制；丝网漏印法制备的网格容易造成网格深度不一；接触照相法，采用该法需要较
长的时间，而且设备也较大；电化学腐蚀法，能量消耗比较大，而且电解液容易对
环境造成污染。
因此，设计一种可快速实现金属薄板坐标网格冲压模具就显得非常必要。
发明内容
本发明的目的是要克服上述现有技术中存在的不足，提供一种金属薄板坐标网
格冲压模具，它可以实现金属坐标网格印制，通过更换不同的凸模，能够印制不同
尺寸、不同网格形式的坐标网格。
本发明所述的金属薄板坐标网格冲压模具不含有传统模具的顶料、卸料装置，
其包括如下组成部分：工作零件、定位零件、固定零件，其中工作零件为凸模，定
位零件包括定位销、环形限位块及支撑块，固定零件包括紧固螺栓、弹簧垫圈、上
模垫板、下模垫板、环形固定板、夹紧板、橡胶垫、上模板、下模板。
所述凸模网格形式及凸模几何尺寸根据需要自行定制加工，具体尺寸及坐标网
格形式由样本板料尺寸及实验要求的网格形式而定。
所述上模板与上模垫板通过上模定位销进行定位，上模垫板位于上模板下方，
上模定位销有两个，分别位于上模板对称边两侧，呈斜对称分布；下模板与下模垫
通过下模定位销进行定位，下模垫板位于下模板上方，下模定位销也有两个，分别
位于下模板对称边两侧，呈斜对称分布。
所述上模支撑块与下模支撑块分别位于上、下模四角，均通过螺栓分别与上、
下模板进行连接固定；其中，四个下模支撑块的一端均加工有圆形销孔，该圆形销
孔位于下模支撑块中心。
所述环形限位块位于上模支撑块与下模支撑块之间，同时，通过上下模定位销
对其进行定位；上下模定位销一端插入下模支撑块中心的销孔内，另一端则位于环
形限位块的圆孔内，以此实现对环形限位块的限位功能；所述环形限位块其轴向尺
寸根据板料厚度选择，在装模过程中可通过试冲来判断冲压印制的网格是否符合要
求；如果网格深度不符合要求，可适当修磨环形限位块，或更换为其他尺寸。
所述环形固定板位于下模垫板上方，其为封闭式框体结构，并通过螺栓与下模
垫板、下模板固定在一起；环形固定板的相邻两侧分别加工有四个螺纹孔，其用于
在装配凸模时调节夹紧板的松紧。
所述凸模倒装于环形固定板内，即凸模与板料有接触的一面朝上；在环形固定
板加工有四个螺纹孔的相邻两侧边分别装配有夹紧板及橡胶垫，其中橡胶垫位于凸
模与夹紧板之间；夹紧板通过紧固螺栓实现夹紧功能，紧固螺栓向中心拧紧时即为
夹紧；同时，夹紧板紧固螺栓接触部位加工有凹槽，紧固螺栓端部位于该凹槽内，
并且在紧固螺栓处配有防松作用的弹簧垫圈。
本发明专利所述的金属薄板坐标网格冲压模具组装操作步骤如下：
1)选择所需要的网格形式及对应尺寸的凸模。
2)选择对应尺寸的环形限位块、上模定位销及下模定位销。
3)选择相应尺寸的环形固定板、夹紧板、上模垫板、下模垫板、上模支撑柱、
下模支撑柱及各紧固螺栓等零件。
4)分别组装上下模各零部件，完成上、下模的组装。
5)将下模整体置于磨床上，对凸模与板料接触的一面进行整体修模，直至各凸
模工作表面位于同一平面内，以确保冲压时的网格深度一致。
6)凸模整体修模后，安放环形限位块、上模定位销及下模定位销，将上、下模
合模。
7)模具安装之后进行装模、试冲、调整等工作，调整好后即可投入使用。
8)在板料尺寸不变的情况下，经调整好后模具可重复使用，不用拆卸。
本发明专利所述的金属薄板坐标网格冲压模具凸模定位、夹紧操作步骤如下：
1)去除下模垫板及环形固定板侧壁上的杂物；
2)装配夹紧板及橡胶垫，并将凸模整齐放入环形固定板中，调整夹紧板、橡胶
垫及各凸模的位置，使各凸模整齐排列于环形固定板内。
3)拧上环形固定板相邻两侧的夹紧板紧固螺栓，但要使各紧固螺栓处于松弛状
态。
4)预紧一侧的紧固螺栓后，再预紧另一侧的紧固螺栓，直到各凸模之间紧密贴
合后再彻底拧紧各个紧固螺栓。
本发明专利与现有金属坐标网格印制技术相比，有如下优点：
1)所述模具采用冲压加工形式进行金属坐标网格印制，与传统的划线法、照相
法及电化学腐蚀法相比，其加工制作效率有极大的提高，而且网格质量更为稳定；
2)所述模具采用可快换式的组装结构，可快速更换使用不同尺寸、形式模架零
件，从而可印制出不同尺寸大小的金属板料；
3)所述模具所用凸模属定制零件，其结构尺寸根据具体网格形状和尺寸大小进
行确定，能够印制不同尺寸、不同网格形式的坐标网格。
4)所述模具所用环形限位块可供装配时修磨，其轴向尺寸根据冲压效果进行修
磨或更换，以调整冲压后形成的网格深度，可避免网格太深或太浅的问题。
附图说明
图1为模具装配图。
图1中：环形固定板1、弹簧垫圈2、紧固螺栓3、上模板4、夹紧板5、橡胶垫
6、上模定位销7、上模垫板8、板料9、紧固螺栓10、紧固螺栓11、上模支撑块12、
上下模定位销13、环形限位块14、下模支撑块15、紧固螺栓16、紧固螺栓17、凸
模18、下模垫板19、下模定位销20、下模板21。
图2为模具俯视图。
图3为模架结构示意图。
图4为下模板结构示意图。
图5为凸模夹紧装置及夹紧效果图；
图6为不同凸模及网格样式示例。
具体实施方式
下面通过实例并对照附图，进一步说明本发明的具体结构及其实施方式。
如图1所示，本发明专利所述的金属薄板坐标网格冲压模具，其结构由如下部
分组成：环形固定板1、弹簧垫圈2、紧固螺栓3、上模板4、夹紧板5、橡胶垫6、
上模定位销7、上模垫板8、板料9、紧固螺栓10、紧固螺栓11、上模支撑块12、
上下模定位销13、环形限位块14、下模支撑块15、紧固螺栓16、紧固螺栓17、凸
模18、下模垫板19、下模定位销20、下模板21。
如图1所示，本发明专利所述的金属薄板坐标网格冲压模具凸模18由客户根据
具体需要进行设计；其设计可根据具体实验所用板材的大小来确定单个凸模18的基
本尺寸及所用凸模18总个数，由实验所要求的坐标网格形式制备相应的凸模形式；
在确定凸模尺寸时尽量保持其外形一致，以方便凸模的更换。
如图1所示，本发明专利所述的金属薄板坐标网格冲压模具冲压网格深度由环
形限位块14进行调整；工作过程中，当上模支撑块12与环形限位块14接触时到达
下死点，合模动作停止；凸模18冲压深度与环形限位块14的高度直接相关，当其
他零件尺寸一定时，环形限位块14的高度越高，凸模18与上模垫板8之间的距离
越大，网格深度也越浅；因此，不同的板料厚度选用不同高度的环形限位块14，同
时，在调整网格深度时也只需要适当修磨环形限位块14即可。
本发明专利所述的金属薄板坐标网格冲压模具的装模、修模及工作过程如下：
1)选择规格合适的锻压机进行装模，模具与锻压机工作台之间通过压板固定。
2)取出上下模定位销13，进行试冲；如若印制效果不理想，取下环形限位块
14进行修磨、调整；同时，如若出现板料网格深浅不一的情况，则将模具整体卸下，
并将下模整体置于磨床上，对凸模进行整体修模；如此反复，直到取得理想效果为
止。
3)修正好的模具即可进行金属板料坐标网格的印制。
4)正式冲压金属薄板坐标网格时，先将板料9放置于凸模18上方，并对齐四
边，同时尽量保证板料9位于凸模18所在区域的中间部位。
5)调整好板料9位置之后即可启动压力机使上模下行，当上模垫板8接触到板
料9之后，在凸模18的作用下，板料9与凸模18接触的一面将产生材料的塑性变
形，形成与凸模18一致的网格形状。
6)上模到达下死点后再保压数秒即可使上模上行。
7)上模上行停止后，可采用镊子等工具将板料9从凸模18上取下。
至此，金属薄板坐标网格冲压模具的装模、修模及一个完整的工作周期完成，
取下加工好的板料后即可按照步骤4、5、6、7的方法进行其他板料的冲压加工。