凸凹模刃口尺寸计算练习概论
凸、凹模刃口尺寸计算.ppt
课题一 冲裁模基础
一 落料与冲孔
冲裁：利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。 包括落料、冲孔、切断、修边、切舌、剖切等。 分类：普通冲裁、精密冲裁。
落料冲孔件
落料:若使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以内的部分作为冲裁件时， 称为落料；落料工序中使用的模具叫落料模。工件的尺寸由冲裁凹模尺 寸决定。 冲孔:若使材料沿封闭曲线相互分离，封闭曲线以外的部分作为冲裁件时， 则称为冲孔。 冲孔工序中使用的模具叫冲孔模。工件的尺寸由冲孔凸模 尺寸决定。
二 冲裁变形过程
1.冲裁变形时板料变形区力态分析
四对力 凸、凹模间隙存在，
产生弯矩。
1-凸模 2-板材 3-凹模
二 冲裁变形过程
2.冲裁变形过程
(1)弹性变形阶段 (2)塑性变形阶段 (3)断裂分离阶段
二 冲裁变形过程
3.冲裁件质量及其影响因素
指断面状况、尺寸精度和形状误差。
垂直、 光洁、 毛刺小
此外，间隙不正常、刃口不锋利，还会加大毛刺。
B.模具间隙的影响
B.模具间隙的影响
间隙小，出现二次剪裂，产生第二光亮带 间隙大，出现二次拉裂，产生二个斜度
C.模具刃口状态的影响 当凸模刃口磨钝时，则会在落料件上端产生毛刺； 当凹模刃口磨钝时，则会在冲孔件的孔口下端产生毛刺； 当凸、凹模刃口同时磨钝时，则冲裁件上、下端都会产 生毛刺。
例2-1（续）
由公差表查得：2
60.12 0
mm
为IT12级，取x = 0.75；
3600.62 mm 为IT14级，取x = 0.5；
设凸、凹模分别按IT6和IT7级加工制造，则
冲孔：dT
d min
凸、凹模刃口尺寸的计算
工件公差（1） 、落料模应先确定凹模尺寸，其基本尺寸应按入体方向接近 或等于相应的落料件极限尺寸，此时的凸模基本尺寸按凹模相应沿入 体方向减（加）一个最小合理间隙值 Z min 。
（2） ）冲孔模应先确定凸模尺寸，其基本尺寸应按入体反向接近 或等于相应的冲孔件极限尺寸，此时凹模的基本尺寸按凸模相应沿入 体反向加（减）一个最小合理间隙值 Z min 。
（3） ）凸模和凹模的制造公差应与冲裁件的尺寸精度相适应， - 般比制件的精度高2~3级，且必须按入体方向标注单向公差。
模具磨损预留量与工件制造精度有关用△ x 表示，其中△为工件的公差 值,x 为磨损系数,其值在0.5〜1之间，根据工件制造精度选取：计算原则:计算方法落料 冲孔凸、凹模制造公差工件精度IT10级以上X =1.0工件精度IT11〜13X =0.75工件精度IT14X =0.5规则形状冲裁模凸模、凹模制造偏差51、分别加工法§凸+ §凹W Z max- Z min落料D凹=(D max - X △0D凸=(D凹-Z min )二凸=(D max - X △Z min )」凸冲孔d凸=(d min + X △) 1凸d凹=(d凸+ Z min ) 0 = ( d min + X△Z min ) 0孔心距孔心距属于磨损后基本不变的尺寸，在同一工步中，在工件上冲出的孔距为L±2/2两个孔时，其凹模型孔心距L d可按下式确定。
L d =L+ —■-8:凸、「•凹一一凸、凹模制造公差，可按IT6〜IT7级来选取，或取、•凸W0.4 ( Z max- Z min ) , '•凹W0.6 ( Z max" Z min )2、单配加工法单配加工法是用凸模和凹模相互单配的方法来保证合理间隙的一种方法。
此方法只需计算基准件（冲孔时为凸模，落料时为凹模）基本尺寸及公差，另一件不需标注尺寸，仅注明“相应尺寸按凸模（或凹模）配做，保证双面间隙在Z max〜Z min之间”即可。
凸凹模尺寸计算
凸凹模尺寸计算1.拉深凹模的刃口尺寸计算1.1拉深凸、凹模圆角半径确定根据)(t d D r d -=8.0 ，()18.0~6.0-=n i d d r r ，和()d p r r 0.1~7.0= 的关系，代入参数后计算得： )()(()m m r r r t d D r p d p d 108.12)8.0(0.1~7.012mm 5.188.51988.08.01111=⨯=⨯==⨯-⨯=-=得：由 1.2拉深凸、凹模间隙、工件公差及凸凹模制造公差由于模具带压边圈，工件的拉深次数为两次，查表3-13得第一次拉深模具的单边间隙为mm 65.15.11.11.1t Z 1=⨯==第一次拉深凹模横向尺寸及公差由表3-14得：mm mm p 05.008.0d ==δδ，由公式mm D 08.00011d 2.4115D d++==φδ 2.落料凸模刃口尺寸计算料厚mm t 5.1=,查表1-20取mm Z 132.0min =，mm Z 24.0max =。
查表1-22：0.03mm p =δ、mm 045.0d =δ。
满足in d p Z Z m max -≤+δδ，可采用分别加工方法制造以凹模为基准件。
由公差表查得：为注公差尺寸按IT14级取，均取系数5.0=X 、冲裁件的制造公差0.25mm =∆落料凹模按公式0min m p )(D p Z X D ax δ--∆⨯-=计算刃口尺寸：mm D d 00.03-00.03-74.197)0.132-0.255.0198(φ=⨯-=3.1计算弹簧的预压力冲模冲裁的板料厚度t=1.5mm ，由表1-7得MPa b 350=σ,由表1-8得45.00=X K ，冲裁力：N Lt F b 25.3621143505.172.621=⨯⨯==σ ，所以卸料力：N F X 4.1162955.236211445.00=⨯=按标准选弹簧个数n=4，则每个弹簧的预压力为；N F F Y Y 85.740734/4.1162954/1===3.2初选弹簧规格估算弹簧的极限负荷N 7.5814785.74073221=⨯==r j F F查标准GB/T 2089—94。
凸、凹模刃口尺寸计算
《冷冲模设计》第二讲冷冲模的冲压工艺计算（三）邓卫国第二讲冷冲模的冲压工艺计算（三）第三部分凸、凹模刃口尺寸的确定凹模与凸模的刃口尺寸计算定义：什么叫刃口尺寸：刃口尺寸指在凹模和凸模零件图上分别标注尺寸及公差值，这个值与冲压产品尺寸精度有关。
⏹学习目标☐掌握凸、凹模刃口计算作用☐掌握凸、凹模刃口尺寸计算的依据和原则☐掌握凸、凹模刃口尺寸计算的方法二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸的确定1、冲裁模凸、凹模刃口计算的作用冲裁件的尺寸精度主要取决于凸、凹模的刃口部分尺寸。
并且合理的冲裁间隙也靠凸、凹模刃口尺寸保证。
凸模刃口尺寸示意图所以冲裁模刃口设计是冲裁模设计的重点。
凹模刃口尺寸示意图二、冲裁模凸、凹模刃口的确定2、凸、凹模刃口尺寸计算的依据在生产实践中发现：a．由于凸凹模之间存在间隙，冲裁件断面都带有锥度。
依据：①光亮带是冲压件测量和使用部位；②落料件的光亮带，是因凹模刃口挤切材料产生的；③冲孔件的光亮带，是因凸模刃口挤切材料产生的；④落料件的大端（光亮带）尺寸等于凹模尺寸；⑤冲孔件的小端（光亮带）尺寸等于凸模尺寸。
b．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。
结论：在计算冲裁模刃口尺寸时，应按落料、冲孔两种情况分别进行计算。
二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定3、冲裁模凸、凹模刃口计算的原则（一）(1)设计落料模先确定凹模刃口尺寸以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得；设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。
二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸的确定4、冲裁模凸、凹模刃口计算的原则（二）（2）根据冲模在使用过程中的磨损规律：设计落料模时：凹模基本尺寸应取接近或等于零件的最小极限尺寸；设计冲孔模时：凸模基本尺寸则取接近或等于冲件孔的最大极限尺寸。
理由：凸、凹模在磨损到一定程度时，仍能冲出合格的零件。
二、冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定5、冲裁模凸、凹模刃口计算的原则（三）(3)凹模和凸模制造公差主要与冲裁件的精度有关①一般冲模精度较零件精度高3～4级；②形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6～IT7级来选取，或查表；③形状复杂的刃口制造偏差可按零件相应部位公差值的1／4来选取；④刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取冲件相应部位公差值的l／8并冠（±）；⑤若零件没有标注公差，则可按IT14级取值。
冲裁间隙及凸凹模刃口尺寸计算
凹模刃口尺寸计算
根据凸模刃口尺寸和冲裁间隙，计算凹模刃口的基本尺寸 。
考虑凹模的磨损和刃磨修正等因素，对刃口尺寸进行修正 。
03
冲裁间隙计算
理论计算方法
弹性变形
考虑材料在冲裁过程中的弹性变 形，通过弹性力学理论计算间隙
值。
塑性变形
基于塑性力学理论，分析材料在冲 裁过程中的流动和应力分布，以确 定合理的间隙值。
冲裁间隙及凸凹模刃 口尺寸计算
目录
• 引言 • 冲裁间隙概述 • 冲裁间隙概述 • 冲裁间隙计算 • 凸凹模刃口尺寸计算 • 实际应用案例 • 结论与展望
01
引言
目的和背景
目的
冲裁间隙及凸凹模刃口尺寸计算 是冲压工艺中的重要环节，其目 的是确保冲裁件的质量和模具的 寿命。
背景
随着制造业的发展，对冲压工艺 的要求越来越高，合理的冲裁间 隙及凸凹模刃口尺寸是实现高效 、高质量冲压的关键。
报告结构
01
本报告将详细介绍冲裁间隙及凸 凹模刃口尺寸的计算方法。
02
报告将分为以下几个部分：冲裁 间隙的概念和作用、凸凹模刃口 尺寸的计算、实际应用案例分析 以及结论。
02
冲裁间隙概述
凸料厚度，计算凸模刃口的基本尺 寸。
考虑凸模的磨损和热处理变形等因素，对刃口尺寸进行修正 。
凹模刃口尺寸计算公式
根据冲裁件的尺寸和公差要求，结合凹模的结构 形式，采用相应的计算公式来确定凹模的刃口尺 寸。
考虑因素
凹模刃口尺寸计算时需考虑冲裁件的形状、尺寸 精度、材料厚度、模具结构等因素。
3
精度要求
凹模刃口尺寸的精度要求较高，一般要求达到 ±0.01mm以内。
刃口尺寸修正
修正原因
凸凹模刃口尺寸计算练习
0.012 故： D A 35.69 0 mm
DT 35.650 0.008 mm
作业布置：
如图所示的落料件，其中
0 a 850 c 400 0.45 mm b 400.34 mm 0.35 mm
DA Dmax x 0
A 0.025 0.025 (36 0.5 0.62) 0 mm 35.690 mm
0 DT D A Z min t (35.69 0.04) 0 mm 35 . 65 0.016 0.016 mm 0
校核：0.016 + 0.025 = 0.04 > 0.02（不能满足间隙公差条件） 因此，只有缩小，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围 内，由此可取： T ≤ 0.4Z Z =0.4×0.02=0.008mm max min
0 d = 22±0.16mm e 180.14 mm
板料厚度t=1.5mm，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。
作业布置2：
求图示零件模具刃口尺寸及公差。已知材料Q235
未注尺寸公差按IT14级查表
未注公差的尺寸公差可通过此表查阅
d A d T Z min 0
A
0.012 0.012 (6.09 0.04) 0 mm 6.130 mm
校核： T A ≤ Z max Z min 0.008 + 0.012 ≤ 0.06 － 0.04
0.02 = 0.02（满足间隙公差条件）
孔距尺寸： Ld=L±1/8Δ=18±0.125×2×0.09 = (18±0.023)mm 落料：
凸凹模刃口尺寸的计算教学内容
凸凹模刃口尺寸的计算精品文档(3) 在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。
(4) 冲裁时，凸模越磨越小，凹模越磨越大，使间隙越来越大。
2. 计算原则(1) 设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上 设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上(2) 由于冲裁中凸凹模的磨损，设计落料模时，凹模公称尺寸应取工件尺寸公差范围内的 较小尺寸;设计冲孔模时，凸模公称尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸(3) 冲模刃口制造公差的确定1) 零件精度与模具制造精度的关系 2) 零件没有标注公差时：a① 对于非圆形件，按国标“非配合尺寸的公差数值” IT14级精度来处理，冲模则按IT11精 度制造② 对于圆形件，一般可按IT6 — 7级精度制造模具3. 计算方法(1) 凸模凹模分开加工时尺寸与公差的确定：1) 要求①分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差 (凸模p 凹模d )②为了保证间隙值，必须满足下列条件 P dZ max -Z min式中：Z max ，Z min ――凸凹模之间最大，最小双面间隙。
或取p =0.4(Z max -Z min )d =0.6 ( Zmax - Z min )2) 方法：① 先确定基准件刃口的尺寸② 根据间隙确定另一刃口尺寸③ 落料时所取凹模刃口尺寸应靠近落料件公差范围的最小尺寸 ④ 冲孔时所取凸模刃口尺寸应靠近孔的公差范围的最大尺寸⑤ 不论是落料还是冲孔，冲模间隙均应采用合理间隙范围内的最小值。
3) 计算公式落料：设工件尺寸为D 0 △Dd = (D max - X冲孔：设工件孔的尺寸为d 0dp = ( d min +X-冲孔时凸凹模直径 -落料时凸凹模尺寸-工件最小的孔径 工件最大的外径凸凹模刃口尺寸的计算 1.计 卜算分析(1)模具的合理间隙值由模具刃口尺寸及其公差保证 (2)间隙使材料和孔都带有锥度 1) 落料件大端尺寸等于凹模刃口尺寸2) 冲孔件小端尺寸等于凸模刃口尺寸Dp =( D d - Zmin )p =(D max - X - Z min )dd =( dp + Z min )(d min + X+ Z min )式中: M P ， Q dD p ，D d gmin D max例：图示垫圈，材料为A3钢，料厚t=2毫米，凸凹模分别制造，试确定冲孔模和落料模的直径，垫圈的孔径是12.500.24外圆直径为35°0.34解：(1)由表 3-5 查得 Z min =0.24 Z max =0.36Z max -Z m in =°.36-0.24=0.12(2)由上表查得落料时 d =0.03 p =0.02d + p =0.03+0.02=0.05<Z max - Z min =0.12 冲孔时 p = d =0.02d + p =0.04<Z max - Z min =0.12(3) 由上表查得X落=X 冲孔 =0.5(4) 落料时，凸凹刃口尺寸(5) 冲孔时刃口尺寸=(12.5+0.5 X 0・24)°0.02=12.62 °0.02d d = ( d p +Z min ) 0 d = (12.62+0.24 )。
计算冲裁凸模和凹模刃口尺寸
例题1、冲制如图所示垫圈，材料为Q235钢，料厚t=1mm ，计算冲裁凸模和凹模刃口尺寸。
解：外形φ30mm 属于落料，内形φ13mm 属于冲孔，外形φ30尺寸为未注公差尺寸，一般按IT14级确定其公差.。
查公差表得其公差值为0.52，因为外形尺寸，故按基轴制写为φ30计算过程如下：（1）落料φ30mm ：查表得：Z min =0.08 mm ，Z max =0.12mm ；δA =0.025mm ，δT =0.020mm ；x=0.5 校核条件:|δT |+|δA |=0.02+0.025=0.045；（Z max -Z min ）=0.12-0.08=0.040 说明不满足|δT |+|δA |≤（Z max -Z min ）条件，但因为相差不大，此时可调整如下：δT =0.4（Z max -Z min ）=0.4×0.040=0.016mm δA =0.6（Z max -Z min ）=0.6×0.040=0.024mm 将已知数据代入公式:0min max 0min 0max )()()(TT AZ x D Z D D x D D A T A δδδ--+-∆-=-=∆-=得D A =(30-0.5×0.52) +00.024=29.74+00.024 mm D T =(29.74-0.08)0-0.016=29.660-0.016 mm （3） 冲孔φ13mm查表得：Z min =0.08mm ，Z max =0.12mm ；δA =0.020mm ，δT =0.020mm ；x=0.5 校核条件:|δT |+|δA |=0.02+0.020=0.040；（Z max -Z min ）=0.140-0.100=0.040 说明满足|δT |+|δA |≤（Z max -Z min ）条件 将已知数据代入公式，d A =(13.22+0.08)+00.020=13.30 +00.020mmA A TZ x d Z d d x d d T A T δδδ++-+∆+=+=∆+=0min min 0min 0min )()()(即得：d T =(13+0.5×0.43)0-0.020=13.22 0-0.020mm ，。
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mm
为IT12级，取x = 0.75；
3600.62 mm 为IT14级，取x = 0.5；
设凸、凹模分别按IT6和IT7级加工制造，则冲孔：
dT
d min
x
0 T
(6
0.75
0.12)
0 0.008
6.0900.008
d A
dT
Zmin
A 0
(6.09 0.04)00.012mm 6.1300.012mm
解：该零件属于无特殊要求的一般冲孔、落料件。
外形 3600.62 mm
由落料获得，2
60.12 0
mm
和18±0.09由冲
孔同时获得。查表2-4得，
Zmin 0.04mm， Zmax 0.06mm ，则
Zmax Zmin (0.06 0.04)mm 0.02mm
由公差表查得：2
60.12 0
校核：T A ≤ Zmax Zmin
0.008 + 0.012 ≤ 0.06 － 0.ห้องสมุดไป่ตู้4 0.02 = 0.02（满足间隙公差条件）
孔距尺寸：
Ld=L±1/8Δ=18±0.125×2×0.09 = (18±0.023)mm
落料：
DA
Dmax
x
A 0
(36 0.5 0.62)00.025mm 35.6900.025mm
DT
DA Zmin
0 t
(35.69
0.04)
0 0.016
mm
35.6500.016
mm
校核：0.016 + 0.025 = 0.04 > 0.02（不能满足间隙公差条件） 因此，只有缩小，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围 内，由此可取：
T ≤ 0.4Zmax Zmin =0.4×0.02=0.008mm A ≤ 0.6Zmax Zmin =0.6×0.02=0.012mm
故：
DA
35.69
0.012 0
mm
DT 35.6500.008mm
作业布置：
如图所示的落料件，其中
a
85
0 0.45
mm
b
40
0 0.34
mm
c
40
0 0.35
mm
d = 22±0.16mm
e
18
0 0.14
mm
板料厚度t=1.5mm，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。
作业布置2： 求图示零件模具刃口尺寸及公差。已知材料Q235
未注尺寸公差按IT14级查表
未注公差的尺寸公差可通过此表查阅
作业 冲裁件实际分析
零件：托扳 生产批量： 大批量 材料：08F t=2mm
1.材料：08F钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可 冲压性能。
2.工件结构形状：冲裁件内、外形应尽量避免有尖锐 清角，为提高模具寿命，按照表，建议将所有90°清 角改为R1的圆角。
3.尺寸精度：零件图上所有尺寸均未标注公差，属自 由公差，可按IT14级确定工件尺寸的公差。经查公 差表各尺寸公差为：
58-0.74、38-0.62、30-0.52、16-0.44、14±0.22、 17±0.22、Ф3.5+0.3
注：设计冲裁件时可查：GB/T 15055 冲压件未标注 尺寸极限偏差、GB/T 13916-92冲压件形状和位置 未注公差
结论：可以冲裁
例2
如图所示零件，材料Q235钢，料厚 t=0.5mm。计算冲裁凸、凹模刃口尺 寸及公差。