冲裁模刃口尺寸的计算
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冲裁模刃口尺寸的设计计算
入体：标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标 注，即：落料件正公差为零，只标注负公差；冲孔件 负公差为零，只标注正公差。
2 计算方法
1）凸模与凹模分开加工：
是指凸模和凹模分别按图样加工至尺寸。 此种方法适用于圆形或形状简单的工件，为了 保证凸、凹模间初始间隙小于最大合理间隙， 不而且仅要凸求、有凹较模高分的别制标造注精公度差。(凸模δp，凹模δd)，
1 计算原则
确定凸、凹模刃口尺寸时，必须遵循下述原则： 1 落料模先确定凹模刃口尺寸，其标称尺寸应
取接近或等于制件的最小极限尺寸。
凸模 凹模
凸模 凹模
落料
冲孔
2 冲孔模先确定凸模刃口尺寸，其标称尺寸应 取接近或等于制件的最大极限尺寸。凹模刃口 的标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙。
3 选择刃口制造公差时，要考虑工件精度与模 具精度的关系，既要保证工件的精度要求，又 要保证有合理的间隙值。 工件尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公 差。
Dd
(D
x)
0
d
Dp (Dd Z min)0p (D x Z min)0p
式中Dd、Dp—分别为落料凹、凸模标称尺寸（mm）；
D——落料件标称尺寸（mm）；
△——工件制造公差（mm）;
Zmin——凸、凹模最小合理间隙（双边）（mm）；
δ p、δd——凸、凹模的制造公差（mm），可查表，或近似计算； X——磨损系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公 并带的中间尺寸，与工件制造精度有关 ，见表3-5
Bp
(B
x)
p 0
冲裁模刃口尺寸的设计计算
冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口 的尺寸精度，合理间隙的数值也靠模具 刃口尺寸来保证。
2 计算方法
1）凸模与凹模分开加工：
是指凸模和凹模分别按图样加工至尺寸。 此种方法适用于圆形或形状简单的工件，为了 保证凸、凹模间初始间隙小于最大合理间隙， 不而且仅要凸求、有凹较模高分的别制标造注精公度差。(凸模δp，凹模δd)，
1 计算原则
确定凸、凹模刃口尺寸时，必须遵循下述原则： 1 落料模先确定凹模刃口尺寸，其标称尺寸应
取接近或等于制件的最小极限尺寸。
凸模 凹模
凸模 凹模
落料
冲孔
2 冲孔模先确定凸模刃口尺寸，其标称尺寸应 取接近或等于制件的最大极限尺寸。凹模刃口 的标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙。
3 选择刃口制造公差时，要考虑工件精度与模 具精度的关系，既要保证工件的精度要求，又 要保证有合理的间隙值。 工件尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公 差。
Dd
(D
x)
0
d
Dp (Dd Z min)0p (D x Z min)0p
式中Dd、Dp—分别为落料凹、凸模标称尺寸（mm）；
D——落料件标称尺寸（mm）；
△——工件制造公差（mm）;
Zmin——凸、凹模最小合理间隙（双边）（mm）；
δ p、δd——凸、凹模的制造公差（mm），可查表，或近似计算； X——磨损系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公 并带的中间尺寸，与工件制造精度有关 ，见表3-5
Bp
(B
x)
p 0
冲裁模刃口尺寸的设计计算
冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口 的尺寸精度，合理间隙的数值也靠模具 刃口尺寸来保证。
冲模刃口、间隙计算公式
硬材料
dt
冲孔凸模基本尺寸
t<1mm
La 同一步中凹模孔距基本尺寸 mm
t=1-3mm
Zmin 凸凹模最小初始双面间隙 mm
t=1-5mm
&t
凸模下偏差 mm
&a
凹模上偏差 mm
X
系数（0.5-1mm）0.75
Z
双面间隙
d凸
凸摸刃口尺寸
D凹
凹摸刃口尺寸
P
冲栽力 N
L
冲栽线长度 m
⊕b
材料的抗拉强度 Pa
K 卸推顶
系数（0.05-0.08）
同时卡在凹模洞口的件数 n=h/t
n
（h 为凹模刃口直壁高度）
n
材料利用率
F0
制件面积 m ㎡
F
冲载所需板料面积 m ㎡
X
中性层位置系数
a
圆心角
r
内表面的圆角半径
n
弯曲角数目
Z=（6%-8%）t Z=（10%-16%）t Z=（16%-20%）t
Z=（8%-10%）t Z=（12%-16%）t Z=（16%-26%）t
2、凸凹模刃口尺寸的计算
3、刃口尺寸偏差的计算
4、冲栽力的计算
①当基准刃口磨损变小时
∣&t∣+∣&a∣≤Zmax-Zmin
P=L×t×⊕b
A=dmin+X△=D+a-X（a+b）
&t=0.4（Zmax-Zmin）
Q235⊕b=440-470MPa
②当基准刃口磨损变大时
&a=0.6（Zmax-Zmin）
①有圆角半径的弯曲
Q 顶=K 顶 P
冲模刃口尺寸的计算
冲模刃口尺寸的计算一、尺寸计算原则在确定冲模凸模和凹模刃口尺寸时，必须遵循以下原则：1)根据落料和冲孔的特点，落料件的尺寸取决于凹模尺寸，因此落料模应先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙；冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸，故冲冲模应先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。
2)根据凸、凹模刃口的磨损规律，凹模刃口磨损后使落料件尺寸变大，其刃口的基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；凸模刃口磨损后使冲孔件孔径减小，故应使刃口尺寸接近或等于工件的最大极限尺寸。
3)考虑工件精度与模具精度间的关系，在确定模具制造公差时，既要保证工件的精度要求，又能保证有合理的间隙数值。
一般冲模精度较工件精度高2～3级。
1卑微如蝼蚁、坚强似大象二、尺寸计算方法由于模具加工和测量方法的不同，可分为两类：1．凸模与凹模分开加工这种加工方法适用于圆形或简单规则形状的冲裁件。
其尺寸计算公式如表2—27。
表2—27分开加工法凸、凹模工作部分尺寸和公差计算公式D、∆+d的形式。
注：计算时．需先将工件尺寸化成∆-卑微如蝼蚁、坚强似大象卑微如蝼蚁、坚强似大象2表中凹凸、D D —一分别为落料凸、凹模的刃口尺寸(mm)；凹凸、d d 一一分别为冲孔凸、凹模的刃口尺寸(mm)；D —一落料件外形的最大极限尺寸(mm)；d 一一冲孔件孔径的最小极限尺寸(mm)；凹凸、δδ—一分别为凸、凹模的制造公差（mm ），见表2-29、表2-29；∆一—零件（工件）的公差（mm ）；min 2c 一—最小合理间隙。
卑微如蝼蚁、坚强似大象3表2-28 规则形状（圆形、方形）冲裁凸模、凹模的极限偏差 （单位：mm ）注： 1. 当凸δ+凹δ>2m axc —min 2c 时，图纸只在凸模或凹模一个零件上标注偏差，而另一件则注明配作间隙。
2. 本表适用于汽车、拖拉机行业。
4表2-29圆形凸、凹模的极限偏差（单位：mm）卑微如蝼蚁、坚强似大象卑微如蝼蚁、坚强似大象注： 1. 当凸δ+凹δ>2m axc —min 2c 时，图纸只在凸模或凹模一个零件上标注偏差，而另一件则注明配作间隙。
冲压模具刃口尺寸的计算
三、例2
如右图所示的落料件，其中
a = 80
0 − 0.42
mm
b = 40
0 −0.34
mm c = 35
0 − 0 .34
mm
d = 22±0.14mm
e = 15
0 − 0.12
mm
板料厚度t=1mm，材料为10号钢。试计算 冲裁件的凸模、凹模刃口尺寸及制造公差。 解：该冲裁件属落料件，选凹模为设计基准件，只需要计算落 料凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按 间隙要求配作。 由表查得：
4．工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上只标注 单向偏差，且偏差按照“入体”原则来进行标注。但对 于刃口磨损后无变化的尺寸，可以标注单向偏差，也可 以标注双向偏差。
二、凸、凹模刃口尺寸的计算方法
加工方法： 1.分开加工 具有互换性、制造周期短，但Zmin不易保证，需提高加工精 度，增加制造难度。 2.配合加工 Zmin易保证，无互换性、制造周期长。
第三节 凸模与凹模刃口尺寸的确定
重要性： 凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。 模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。
一、凸、凹模刃口尺寸计算原则
生产实践发现的规律： 1．冲裁件断面都带有锥度。 光亮带是测量和使用部位，落料件的光亮带处于大端尺寸， 冲孔件的光亮带处于小端尺寸；且理论上落料件的光面尺寸等于 凹模尺寸，冲孔件的光面尺寸等于凸模尺寸。 2．磨损所得规律：凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结 果使间隙越用越大。
d凹 = (22 − 0.14 + 0.75 × 0.28) 0 1 ×0.28 mm = 22.070 0.070 mm − −
4
第三类尺寸：磨损后基本不变的尺寸
冲裁模刃口尺寸的计算
图8.6 制件图
解：
（1）冲孔凸、凹模刃口尺寸计算
2-φ6两小孔由冲孔同时获得, 查表8.4、表8.5、表
8.6得
Zmin=0.100
Zmax=0.140
δp= 0.02
δd=0.02
x=0.75
因为0.02+0.02=0.140-0.100
故能满足δd+δp≤Zmax-Zmin，所以，将以上各值
（8.8）
式中
dp、dd——分别为冲孔时凸、凹模刃口尺寸（mm）； Dp、Dd——分别为落料时凸、凹模刃口尺（mm）； D、d——分别为落料外径和冲孔件孔的基本尺寸
（mm）；
Δ——工件的制造公差（mm）； Zmin ——最小初始双边间隙（mm）； δp、δd ——分别为凸、凹模制造公差（mm）；
代入式（8.4）和（8.5）得
dp (d xΔ)0p (6 0.75 0.12)00.02 6.0900.02
dd
(dp
Zmin
) d 0
(d
+x+Zmin
) d 0
(6.09 0.10)00.02
6.1900.02
孔距尺寸Ld=L±Δ/8 =18±0.18/8=18±0.023
Dd
(D xΔ)
d 0
(36 0.50.62)
0.024 0
35.69
0.024 0
Dp
(Dd
Zmin )
0 p
(D
xΔ
min
)
0 p
=(35.69
0.100)0
0.016
=35.59
0 0.016
2．凸模和凹模配合加工时的刃口尺寸计算
配合加工的方法
解：
（1）冲孔凸、凹模刃口尺寸计算
2-φ6两小孔由冲孔同时获得, 查表8.4、表8.5、表
8.6得
Zmin=0.100
Zmax=0.140
δp= 0.02
δd=0.02
x=0.75
因为0.02+0.02=0.140-0.100
故能满足δd+δp≤Zmax-Zmin，所以，将以上各值
（8.8）
式中
dp、dd——分别为冲孔时凸、凹模刃口尺寸（mm）； Dp、Dd——分别为落料时凸、凹模刃口尺（mm）； D、d——分别为落料外径和冲孔件孔的基本尺寸
（mm）；
Δ——工件的制造公差（mm）； Zmin ——最小初始双边间隙（mm）； δp、δd ——分别为凸、凹模制造公差（mm）；
代入式（8.4）和（8.5）得
dp (d xΔ)0p (6 0.75 0.12)00.02 6.0900.02
dd
(dp
Zmin
) d 0
(d
+x+Zmin
) d 0
(6.09 0.10)00.02
6.1900.02
孔距尺寸Ld=L±Δ/8 =18±0.18/8=18±0.023
Dd
(D xΔ)
d 0
(36 0.50.62)
0.024 0
35.69
0.024 0
Dp
(Dd
Zmin )
0 p
(D
xΔ
min
)
0 p
=(35.69
0.100)0
0.016
=35.59
0 0.016
2．凸模和凹模配合加工时的刃口尺寸计算
配合加工的方法
冲裁——凸凹模刃口尺寸计算课件
二、计算方法
1．凸凹模分开加工
具有互换性、制造周期短，但Zmin不易保
度，增加制造
形状的工件，必落须料满足
冲孔
适用于圆形或简单
（1）冲孔 (2)落料 （3）孔间距
落料
冲孔
IT10以上 x=1; IT11～13 x=0.75; IT14 x=0.5.
例1：冲制图示零件，材料为10钢， 料厚t=1.0mm。计算冲裁凸、凹模 刃口尺寸及公差。
凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值0.10mm
落料凸、凹模尺寸 a) 落料凹模尺寸 b) 落料凸模尺寸
图示连接板冲裁零件， 材料为10钢，厚度为2mm， 大批量生产，计算该零件 模具刃口尺寸。
谢谢！
19
x = 0.75。
落料凹模的刃口尺寸计算如下： 第一类尺寸：磨损后增大的尺寸
第二类尺寸：磨损后减小的尺寸
第三类尺寸：磨损后基本不变的尺寸
落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是79.79mm， 39.75mm，34.75mm，22.07mm，14.94mm，不必标注公差，但 要在技术条件中注明：凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证 最小双面合理间隙值
d = 22±0.14mm
板料厚度t=1mm，材料为10号钢。 试计算冲裁件的凸模、凹模刃口尺寸及制造公差。 解：该冲裁件属落料件，选凹模为设计基准件，只需要计算落料 凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙 要求配作。
由表查得：
由公差表查得： 尺寸80mm，选x = 0.5；尺寸15 mm，选x = 1；其余尺寸均选
了解：
精密冲裁和其它冲裁方法
§2.3冲裁凸凹模刃口尺寸的计算
一、尺寸计算原则
冲模刃口尺寸计算
落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是79.79mm，
39.75mm，34.75mm，22.07mm，14.94mm，不必标注公差，但
要在技术条件中注明：凸模刃口尺寸与落料凹模实际刃口尺寸配 制，保证最小双面合理间隙值
Z min 0 . 10 mm
落料凹模、凸模的尺寸如图。
d p ( d m in x ) (6 0 .7 5 0 .1 2 ) 0 .0 0 8 m m 6 .0 9 0 .0 0 8 m m
0 0 0
p
36 0 . 62 mm
0
d d ( d p Z min ) 0
d
( 6 . 09 0 . 04 ) 0
d
落料: D d ( D max x ) 0
( 36 0 . 5 0 . 62 ) 0
D p ( D d 2 c min ) p
0
0 . 025
mm 35 . 69 0
0 . 025
mm
( 35 . 69 0 . 04 ) 0 . 06 mm 35 . 65 0 . 016 mm
第二章 冲裁工艺与冲裁模设计
3．凸模与凹模配合加工刃口尺寸计算 （1）根据磨损后轮廓变化情况，正确判断出模具刃口尺寸类型：
即磨损后尺寸是变大，变小还是不变。
（2）根据尺寸类型，采用不同计算公式。 磨损后变大的尺寸，采用分开加工时的落料凹模尺寸计算公式。 磨损后变小的尺寸，采用分开加工时的冲孔凸模尺寸计算公式。 磨损后不变的尺寸，采用分开加工时的孔心距尺寸计算公式。 （3）刃口制造偏差可按工件相应部位公差值的1/4来选取。对于 刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取工件相应部位公差值的
冲裁凸、凹模刃口尺寸计算
2.7.3 冲裁凸、凹模刃口尺寸计算
[例2-1] 用分开制造计算图2-72所示零件的凸凹模 刃口尺寸。
图2-72 零件图
解：1、确定基本工序 内形：冲孔。外形：落料 2、画磨损曲线
2.7.3 冲裁凸、凹模刃口尺寸计算
① 冲孔 画凸模刃口的磨损曲线如图2-73
② 落料 画凹模刃口的磨损曲线。如图2-74
按上（1）、（2）之法可得出： 冲孔磨后变大的公式
δ 凹 a凸 (a max x)0
(2－28) (2－29)
a凹 (a凸 Z min)0 δ 凸
落料磨后变小的公式
δ 凹 B凸 (B凹 Z min)0
(2－30) (2－31)
B凹 (Bmin x)0 δ 凸
0 0.52
2.7.3 冲裁凸、凹模刃口尺寸计算
尺寸Ⅳ、Ⅴ：25（ ）为落料磨后变大. Δ=0.52→IT14→X=0.5 A凹1 =(A1max-xΔ) =(25-0.5×0.52) =24.74 A凸1=( A凹1- Zmin) =(24.74-0.24) =24.5 尺寸Ⅵ： 7为落料单边磨后变大, Δ=0.2→IT13→X=0.75 A凹2=(A2max-xΔ) =(7-0.750.2)=6.85 A凸2=( A凸2 - )=(6.85-)=(6.85-0.12) =6.73
0.2 0
2.7.3 冲裁凸、凹模刃口尺寸计算
尺寸Ⅳ、Ⅴ：25（ ）为落料磨后变大. Δ=0.52→IT14→X=0.5 A凹1 =(A1max-xΔ) =(25-0.5×0.52) =24.74 A凸1=( A凹1- Zmin) =(24.74-0.24) =24.5 尺寸Ⅵ： 7为落料单边磨后变大, Δ=0.2→IT13→X=0.75 A凹2=(A2max-xΔ) =(7-0.750.2)=6.85 A凸2=( A凸2 - )=(6.85-)=(6.85-0.12) =6.73
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x——磨损系数 目的是使冲裁件的实际尺寸接近其公差范围 内的中间尺寸。x的取值见表8.6。
凸、凹模 分开加工的 优点: 凸、凹模具有互换性， 便于模具成批加工；
缺点模具制造比较困难，成本高，制造周期也
长 , 适用于圆形等形状简单的工件或大批量生 产冲模时采用。
表8.6 件，材料为Q235 （A3），料厚1mm， 采用分开加工制造模 具，计算凸、凹模刃 口部分尺寸及公差。
• ② 考虑磨损规律和为了提高模具的使用寿命，
应使冲模刃口的基本尺寸具有最大实体状态， 即：对落料件凹模刃口的基本尺寸取工件的最 小极限尺寸；对于冲孔件，凸模刃口的基本尺 寸取工件的最大极限尺寸。
③ 冲模刃口尺寸制造偏差方向采取单向向金
属实体内部标注，即凹模（内表面）刃口尺 寸取正值（ +δd ）；凸模（外表面）刃口尺 寸取负值（-δp）；
配合加工方法容易保证间隙，而且可以放大基准
件的公差，也不必验证δd+δp ≤Zmax-Zmin.
对于形状复杂或薄材料工件，为了降低模具制
造难度，应采用配合加工； 对单件和小批量模具的生产，为了缩短制造周期 和降低成本，也应该采用配合加工。
在确定冲裁模刃口尺寸及公差时，应该遵循下列基本原则：
• ① 首先区分冲裁部位是冲孔还是落料
如果是落料，则以凹模刃口尺寸为计算基准， 凸模刃口基本尺寸按凹模刃口基本尺寸减去最小 合理间隙（Zmin）来满足；
如果是冲孔，则以凸模刃口尺寸为计算基准， 凹模刃口基本尺寸按凸模刃口基本尺寸加上最小 合理间隙（Zmin）来满足。
p
d d
② 落料（设工件的尺寸为D -Δ0），以凹模为基 准计算凸模，则 • （8.6） Dd ( D x)0 D (D Z ) (D xΔ ) • (8.7） ③ 在同一工步冲制两个以上的孔，其凹模孔中 心距Ld：Ld=L±Δ/8 （8.8）
d
0
0
p
对于磨损后刃口尺寸不变化的尺寸，取双向
偏差（±δd、±δp）。
④ 冲模刃口尺寸制造公差的大小主要取决
于冲裁件的精度和形状。
一般冲模的精度较冲件精度高2、3级。 对于规则形状可按IT6-7级或表8.5选取； 对于复杂形状刃口的制造公差可按工件相应 部位公差值的1/4选取；
如果工件无公差要求，按IT14级取值。
图8.6 制件图
• 解： （1）冲孔凸、凹模刃口尺寸计算 2-φ6两小孔由冲孔同时获得, 查表8.4、表8.5、表 8.6得 Zmin=0.100 Zmax=0.140 δp= 0.02 δd=0.02 x=0.75
因为0.02+0.02=0.140-0.100
故能满足δd+δp≤Zmax-Zmin，所以，将以上各值 代入式（8.4）和（8.5）得
dp (d xΔ)0p (6 0.75 0.12)00.02 6.0900.02
dd (dp Zmin )0d (d +x+Zmin )0d (6.09 0.10)00.02 6.1900.02
孔距尺寸Ld=L±Δ/8 =18±0.18/8=18±0.023
（2）落料凸、凹模刃口尺寸计算
• φ36外圆尺寸由落料获得,查表8.4、表8.5、表8.6得
Zmin=0.100 Zmax=0.140 δp=0.02 δd=0.03 x=0.5
因为0.02+0.03＞0.140-0.100，不满足d+δp≤Zmax-Zmin 此时只有缩小制造公差才能保证间隙，所以取
Dp (Dd Zmin )
0 p
2．凸模和凹模配合加工时的刃口尺寸计算 配合加工的方法
是先加工基准件（落料时为凹模，冲孔时为凸模，然 后来配做另一件并在另一件上修出最小合理间隙值）。
• 故采用配合加工时，只需在基准件上标注尺寸和公 差，另一件只标注基本尺寸，并注明“凸模（凹模） 尺寸按凹模（凸模）实际尺寸配制，保证配合间 隙”。
冲裁模刃口尺寸的计算
8.3.1 尺寸计算的原则
生产实践证明：
1．冲裁件断面都带有锥 度。 光亮带是测量和使用 部位，落料件的光亮带 处于大端尺寸，冲孔件 的光亮带处于小端尺寸； 且落料件的大端（光面） 尺寸等于凹模尺寸，冲 孔件的小端（光面）尺 寸等于凸模尺寸。 2．凸模轮廓越磨越小， 凹模轮廓越磨越大，结 果使间隙越用越大。
工件为规则形状的制造公差件见附表8.5。
表8.5 规则形状（圆形、方形件）冲裁凸、凹模的制造公差（mm）
8.3.2 刃口尺寸的计算方法
• 凸模和凹模的刃口尺寸及制造偏差（见图8.5）。
(a) 落料
(b) 冲孔
图 8.5 落料冲孔时各部分尺寸及公差分布
1．凸模和凹模分开加工时的刃口尺寸计算
• 分开加工 是指凸模与凹模分别按各自的图
纸单独加工 • 该方法要求制造公差与间隙满足: δd+δp≤Zmax-Zmin 或 δp=0.4（Zmax-Zmin） δd=0.6（Zmax-Zmin） （8.2）
（8.3）
由刃口尺寸计算原则，分开加工时凸、凹模 刃口尺寸的计算公式如下 ① 冲孔（设工件孔的尺寸为d0+Δ），以凸模为 基准计算凹模，则 dp =(d +xΔ)0 （8.4） （8.5） dd (dp Zmin )0 (d xΔ Zmin )0
d
min
p
min
p
• 式中
dp、dd——分别为冲孔时凸、凹模刃口尺寸（mm）； Dp、Dd——分别为落料时凸、凹模刃口尺（mm）； D、d——分别为落料外径和冲孔件孔的基本尺寸
（mm）； Δ——工件的制造公差（mm）； Zmin ——最小初始双边间隙（mm）； δp、δd ——分别为凸、凹模制造公差（mm）；
δp= 0.4（0.140-0.100）=0.016
δd=0.6（0.140-0.100）=0.024
然后代入相应式（8.6）和(8.7)得
Dd (D xΔ)
d 0
0.024 0.024 (36 0.5 0.62) 0 35.69 0
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