冲裁模刃口尺寸计算方法及注意事项

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：冲裁凸、凹模的刃口尺寸和公差直接影响冲裁件的尺寸精度。2）由于冲裁中凸模、凹模的磨损，故在设计落料时，凹模公称尺寸应取制件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔时，凸模公称尺寸应取制件尺寸公差范围内的较大尺寸。冲孔部分以凸模为基准，且凸模磨损后该处尺寸减小。

冲裁凸、凹模的刃口尺寸和公差直接影响冲裁件的尺寸精度。合理的间隙值也是靠凸模和凹模刃口的尺寸和公差来保证的，它的确定需考虑到冲裁变形的规律、冲裁件精度要求、模具磨损和制造特点等情况。

1.凸、凹模刃口尺寸计算原则

实践证明，落料件的尺寸接近于凹模刃口的尺寸，而冲孔件的尺寸则接近于凸模刃口的尺寸。在测量与使用中，落料件以大端尺寸为基准，冲孔件以小端尺寸为基准，即落料和冲孔是以光亮带尺寸为基准的。冲裁时，凸模会越磨越小，凹模会越磨越大。考虑以上情况，在决定凸、凹模刃口尺寸及其制造公差时应遵循以下原则：

1）落料时，制件尺寸取决于凹模尺寸；冲孔时，孔的尺寸取决于凸模尺寸，故料带（条料）设计落料时，应以凹模为基准，间隙取在凸模上；在料带（条料）设计冲孔时，应以凸模为基准，间隙取在凹模上。因使用中随着模具的磨损，凸、凹模间隙将越来越大，所以初始设计时，凸、凹模间隙应取最小合理间隙。

2）由于冲裁中凸模、凹模的磨损，故在设计落料时，凹模公称尺寸应取制件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔时，凸模公称尺寸应取制件尺寸公差范围内的较大尺寸。这样，在凸模、凹模受到一定磨损的情况下仍能冲出合格制件。

3）凹、凸模的制造公差主要与冲裁件的精度和形状有关。一般比冲裁件的精度高2～3级。若制件没有标注公差，则对于非圆形件，按国家标准“非配合尺寸的公差数值”的IT14精度处理；对圆形件，可按IT10精度处理。模具精度与冲裁件精度对应关系见表4-8。

表4-8 模具精度与冲裁件精度对应关系

图4-6 冲裁件刃口尺寸与公差位置

a）落料 b）冲孔

4）冲裁件刃口尺寸均按“入体”原则标注，即凹模刃口尺寸偏差标注正值，凸模刃口尺寸偏差标注负值；而对于孔心距，以及不随刃口磨损而变的尺寸，则取为双向偏差。

冲裁件刃口尺寸与公差位置如图4-6所示。

2.凸、凹模刃口尺寸计算

由于多工位级进模的加工和测量方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算方法可分为两类。

（1）凸模与凹模分开加工这种方法适用于圆形或简单规则形状的冲裁件。为了保证合理的间隙值，其制造公差（凸模制造公差δ，凹模制造公差δ_d）必须满足下列关系：

其取值有以下几种方法：

①按表4-9查取。

②规则形状一般可按凸模IT6、凹模IT7精度查标准公差表选取

③按下式取值：

表4-9 规则形状（圆形、方形）冲裁时凸、凹模制造公差（单位：mm）

1）冲孔。

2）落料。

3）孔心距。

式中 D_d、D_P———落料凹模与凸模刃口尺寸（mm）；

d_d、d_P———冲孔凹模与凸模刃口尺寸（mm）；

L_min———制件孔距最小极限尺寸（mm）；

D_max———落料件最大极限尺寸（mm）；

d_min———冲孔件最小极限尺寸（mm）；

δ_P、δd———凹模上极限偏差与凸模下极限偏差（mm）；

Δ———冲裁件公差（mm）；

Z_min———凸、凹模最小初始双面间隙（mm）；

x———磨损系数，与制造精度有关，可按表4-10选取，或按下列关系选取：

冲裁件精度IT10以上时 x=1

冲裁件精度IT11～IT13时 x=0.75

冲裁件精度IT14以下时 x=0.5

表4-10 系数x

（2）凸模与凹模配合加工对于形状复杂或薄材料的制件，为了保证凸、凹模间一定的间隙值，必须采用配合加工。此方法是先加工其中一件（凸模或凹模）作为基准件，再以它为标准来加工另一件，使它们之间保持一定的间隙。因此，只在基准件上标注尺寸和公差，另一件配模只标注公称尺寸及配作所留的间隙值。这样δ_P、δ_d就不再受间隙的限制。通常可取δ=Δ/4。这种方法不仅容易保证很小的间隙，而且还可放大基准件的制造公差，使制模容易，成本降低。

1）落料。落料时应以凹模为基准模，配制凸模。设图4-7a为某落料凹模刃口形状及尺寸，工作时，凹模磨损后尺寸分变大、变小和不变三种情况。

①凹模磨损后变大的尺寸（如图4-7a中A₁、A₂），可按落料凹模尺寸公式计算。