计算凸凹模刃口的尺寸问题

冲裁件的尺寸精度主要决定于凸、凹模刃口尺寸和公差，模具的合理间隙也是靠凸、凹模刃口尺寸及公差来保证。因此，在确定凸、凹模刃口部分尺寸及其制造公差时，必须考虑到冲裁变形规律、冲裁公差等级、模具磨损和制造工艺等方面。

实践证明，由于存在模具间隙，冲裁件的断面都带有锥度，落料件的大端尺寸接近于凹模刃口尺寸，冲孔件的小端尺寸接近于凸模刃口尺寸，在使用过程中，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果间隙越来越大，因此，在设计和制造模具时，需遵循下述原则：①设计落料模时，以凹模为准，落料凸模的基本尺寸则为凹模尺寸减去最小合理间隙；设计冲孔模时，以凸模为准，冲孔凹模的基本尺寸则为凸模尺寸加上最小合理间隙。②设计落料模时，凹模公称尺寸应取零件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模公称应取零件孔的尺寸范围内较大尺寸。③凸、凹模刃口的制造公差要按冲裁件的尺寸公差和凸、凹模加工方法确定，一般模具的制造精度比冲裁件的精度高2～3级。若零件未注公差，对于非圆形件，冲模按IT9精度制造；对于圆形件，一般按IT6～7级精度制造。

凸、凹模刃口尺寸的计算与模具加工方法有关，基本分为如下两大类。

1.凸凹模分别加工计算法

这种方法适用于圆形或形状简单的冲裁件，但要分别标注凸、凹模刃口尺寸与制造公差。

对于落料时，设落料件的外形尺寸为D⁰_-Δ，根据刃口尺寸计算原则可得

式中 D_d、D_p——落料凹、凸模刃口尺寸（mm）；

D_max——落料件的最大极限尺寸（mm）；

Δ——冲件的制造公差（mm），若冲件为自由尺寸，可按IT14级精度处

理；

Z_min——最小合理间隙（mm）。对于冲孔时，设冲孔件内孔尺寸为d^+Δ₀，根据刃口尺寸计算原则可得

式中 D_d、D_p——落料凹、凸模刃口尺寸（mm）；

D_max——落料件的最大极限尺寸（mm）；

Δ——冲件的制造公差（mm），若冲件为自由尺寸，可按IT14级精度处

理；

Z_min——最小合理间隙（mm）。对于冲孔时，设冲孔件内孔尺寸为d^+Δ₀，根据刃口尺寸计算原则可得

式中 d_d、d_p——冲孔凹、凸模然刃口尺寸（mm）

d_min——冲孔件孔的最小极限尺寸（mm）

δ_p、δ_d——凸、凹模制造公差，凸模按单向负偏差标准，凹模按单向正偏差标

注。其值可按刃口尺寸计算原则③选取，或查表11-5，或取（1/4

～1/6）Δ；

x——磨损系数，x值在0.5～1之间，它与冲件精度有关，可查表11-6

或按下列关系选取：冲件精度为IT10以下时，x=1。

表11-5 规则形状（圆形、方形）件冲裁时凸、凹模的制造公差

式中 d_d、d_p——冲孔凹、凸模然刃口尺寸（mm）

d_min——冲孔件孔的最小极限尺寸（mm）

δ_p、δ_d——凸、凹模制造公差，凸模按单向负偏差标准，凹模按单向正偏差标

注。其值可按刃口尺寸计算原则③选取，或查表11-5，或取（1/4

～1/6）Δ；

x——磨损系数，x值在0.5～1之间，它与冲件精度有关，可查表11-6

或按下列关系选取：冲件精度为IT10以下时，x=1。

表11-5 规则形状（圆形、方形）件冲裁时凸、凹模的制造公差

表11-6 磨损系数

表11-6 磨损系数

图11-11为冲件与凸、凹模刃口尺寸及公差分布状态图，可见，无论是落料还是冲孔，为了保证间隙值，凸、凹模的制造公差必须满足下面条件：

图11-11为冲件与凸、凹模刃口尺寸及公差分布状态图，可见，无论是落料还是冲孔，为了保证间隙值，凸、凹模的制造公差必须满足下面条件：

图11-11 落料、冲孔时各部分及公差分布状态图

a）落料 b）冲孔

δ_p+δ_d≤Z_max^-Zmin （11-7）

1）若δ_p+δ_d>Z_max-Z_min时，可取δ_p=0.4（Z_max-Z_min），δ_d=0.6（Z_max^-Z_min）。

2）如果δ_p+δ_d>>Z_max^-Zmin时，则应采用后面介绍的凸、凹模配合加工方法。

当在同一工步冲出冲件上两个以上的孔时，因凹模磨损后孔径尺寸不变，故凹模模孔的中心距按式（11-8）确定：

L_d=（L_min+0.5Δ）±Δ/8（11-8）

式中 L_d——凹模型孔中心距（mm）；(www.xing528.com)

L_min——冲件孔中心距的最小极限尺寸（mm）；

Δ——冲件孔中心距公差（mm）。

2.凸凹模配合加工计算法

对于形状复杂的零件，为保证模具间隙，必须采用配合加工。这种加工方法是以凸模或凹模为基准，配做凹模或凸模。因此，只在基准件上标注刃口尺寸和制造公差，并详细标注在设计图样上。而另一非基准件不需计算，且设计图样上只标注基本尺寸，不注公差，但要在技术说明中注明：“凸（凹）模刃口尺寸按凹（凸）模实际刃口尺寸配做，保证双面间隙值为Z_min-Z_max。”这种加工方法的特点是模具的间隙由配作保证，不必校核δ_p+δ_d≤Z_max-Z_min条件，并且还可以放大基准件的制造公差（一般可取冲件公差的1/4），制造容易，特别适合于冲裁薄板件和形状复杂的冲件。

落料时，以凹模为基准，配做凸模。设落料件的形状与尺寸如图11-12a所示，图11-12b为落料凹模刃口轮廓曲线，图中双点划线表示凹模磨损后尺寸的变化。这样根据凹模刃口的磨损情况可以分成三种情况加以计算，见表11-7。

图11-11 落料、冲孔时各部分及公差分布状态图

a）落料 b）冲孔

δ_p+δ_d≤Z_max^-Zmin （11-7）

1）若δ_p+δ_d>Z_max-Z_min时，可取δ_p=0.4（Z_max-Z_min），δ_d=0.6（Z_max^-Z_min）。

2）如果δ_p+δ_d>>Z_max^-Zmin时，则应采用后面介绍的凸、凹模配合加工方法。

当在同一工步冲出冲件上两个以上的孔时，因凹模磨损后孔径尺寸不变，故凹模模孔的中心距按式（11-8）确定：

L_d=（L_min+0.5Δ）±Δ/8（11-8）

式中 L_d——凹模型孔中心距（mm）；

L_min——冲件孔中心距的最小极限尺寸（mm）；

Δ——冲件孔中心距公差（mm）。

2.凸凹模配合加工计算法

对于形状复杂的零件，为保证模具间隙，必须采用配合加工。这种加工方法是以凸模或凹模为基准，配做凹模或凸模。因此，只在基准件上标注刃口尺寸和制造公差，并详细标注在设计图样上。而另一非基准件不需计算，且设计图样上只标注基本尺寸，不注公差，但要在技术说明中注明：“凸（凹）模刃口尺寸按凹（凸）模实际刃口尺寸配做，保证双面间隙值为Z_min-Z_max。”这种加工方法的特点是模具的间隙由配作保证，不必校核δ_p+δ_d≤Z_max-Z_min条件，并且还可以放大基准件的制造公差（一般可取冲件公差的1/4），制造容易，特别适合于冲裁薄板件和形状复杂的冲件。

落料时，以凹模为基准，配做凸模。设落料件的形状与尺寸如图11-12a所示，图11-12b为落料凹模刃口轮廓曲线，图中双点划线表示凹模磨损后尺寸的变化。这样根据凹模刃口的磨损情况可以分成三种情况加以计算，见表11-7。

图11-12 落料与落料凹模

a）落料件 b）落料凹模刃口轮廓

表11-7 以落料凹模为基准刃口尺寸计算表

图11-12 落料与落料凹模

a）落料件 b）落料凹模刃口轮廓

表11-7 以落料凹模为基准刃口尺寸计算表

注：A_d、B_d、Cd—落料凹模刃口尺寸；A、B、C—落料件的基本尺寸；

A_max、Bmin、Cmin—落料件极限尺寸；Δ—落料件公差；x—磨损系数。

冲孔时，以凸模为基准，配做凹模。设冲孔件的形状和尺寸如图11-13a所示，图11-13b为冲孔凸模刃口的轮廓图，图中双点划线表示凸模磨损后尺寸的变化。

这样根据凸模刃口的磨损情况可以分成三种情况加以计算，见表11-8。

表11-8 以冲孔凸模为基准刃口尺寸计算表

注：A_d、B_d、Cd—落料凹模刃口尺寸；A、B、C—落料件的基本尺寸；

A_max、Bmin、Cmin—落料件极限尺寸；Δ—落料件公差；x—磨损系数。

冲孔时，以凸模为基准，配做凹模。设冲孔件的形状和尺寸如图11-13a所示，图11-13b为冲孔凸模刃口的轮廓图，图中双点划线表示凸模磨损后尺寸的变化。

这样根据凸模刃口的磨损情况可以分成三种情况加以计算，见表11-8。

表11-8 以冲孔凸模为基准刃口尺寸计算表

注：a_p、b_p、cp—冲孔凸模刃口尺寸；a、b、c—冲孔件的基本尺寸；

a_max、b_min、c_min—冲孔件极限尺寸；Δ—冲孔件公差；x—磨损系数。

注：a_p、b_p、cp—冲孔凸模刃口尺寸；a、b、c—冲孔件的基本尺寸；

a_max、b_min、c_min—冲孔件极限尺寸；Δ—冲孔件公差；x—磨损系数。

图11-13 冲孔与冲孔凸模

a）冲孔件 b）冲孔凸模刃口轮廓

图11-13 冲孔与冲孔凸模

a）冲孔件 b）冲孔凸模刃口轮廓