凸凹模刃口尺寸的计算
凸凹模刃口尺寸的计算 1. 计算分析
（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
（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：a
① 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 δ凹模d δ
）
②为了保证间隙值，必须满足下列条件
p δ+d δ≤max Z -min Z
式中：max Z ，min Z ——凸凹模之间最大，最小双面间隙。或取p δ=0.4（max Z -min Z ）
d δ=0.6（max Z -min Z ）
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
0ΔD -
d D =（max D -?
X ）d
δ÷0
p D =（d D -min Z ）0p δ-=（max D -?X -min Z ）0
p δ-
冲孔：设工件孔的尺寸为
?+0d
p d =（min d +?X ）0p δ-
d d =（p d +min Z ）d δ÷0=（min d +?X +min Z ）d
δ÷0
式中：p d ，d d ——冲孔时凸凹模直径
p D
，d D
——落料时凸凹模尺寸 min d ——工件最小的孔径 max D
——工件最大的外径
例：图示垫圈，材料为
3A 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
24.005.12+φ外圆直径为0
34.035-φ
系数x
解：（1）由表3-5查得
min Z =0.24 max Z =0.36
max Z -min Z =0.36-0.24=0.12
（2） 由上表查得 落料时d δ=0.03 p δ=0.02
d δ+p δ=0.03+0.02=0.05 冲孔时 p δ=d δ=0.02 d δ+p δ=0.04 （3） 由上表查得 X 落=X 冲孔=0.5 （4）落料时，凸凹刃口尺寸 d D =（max D -?X ）d δ÷0=（35-0.5×0.34）03.00÷=34.8303 .00÷ p D =（d D -min Z ）0p δ-=（34.83-0.24）002.0-=34.590 02.0- （5）冲孔时刃口尺寸 p d =（min d +?X ）0p δ-=（12.5+0.5×0.24）002.0-=12.62002.0- d d =（p d +min Z ）d δ÷0=（12.62+0.24）02.00÷=12.8602 .00÷ 孔4×Ф5.5凸、凹模尺寸计算： 凸模： d 凸=（d m in + x ?）0凸 δ-=（5.5+0.5?0.3）002.0-=5.650 02.0- 凹模： d 凹=（d 凸+ Z m in ）凹 δ0=（5.65+0.64）02.00 +=6.2902.00+ 孔Ф26凸凹模尺寸计算： 凸模： d 凸=（d m in + x ?）0凸 δ -=（26+0.5?0.52）002.0-=26.260 02.0- 凹模： d 凹=（d 凸+ Z m in ）凹 δ0=（26.26+0.64）02.00 +=26.9025 .00+ 外形凸凹模尺寸的计算（落料）： 根据零件的形状，凹模磨损后其尺寸变化都为第一类A （磨损后尺寸增大） 由教材表3—6查得 1x ＝0.5 2x ＝0.5 凹A =凹（δ)?+x A 式 ( 1—2 ) 式中： A —工件基本尺寸(mm) △—工件公差（mm ） 凹δ－凹模制造公差（mm ） 1凹A =025.004 5.1705.17015.0170-?--==?+凹 ）（δ 025.005.15415.01542--=?+=凹）（凹δA 凹模的外形一般有矩形与原形两种。凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度与刚度。凹模的厚度还应包括使用期内的修磨量。凹模的外形尺寸一般是根据材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的。 查《冲压工艺及模具设计》万战胜主编中国铁道出版社表2—22 凹模外形尺寸得凹模最小壁厚C=52mm 凹模厚度H=36mm 故凹模板的外形尺寸：长 L=L1＋2C=170＋52×2=274mm 宽 B=L2＋2C=154＋52×2=258mm 故L×B×H=274×258×36 mm 又查《模具手册之四—冲模设计手册》编写组编著机械工业出版社表14-6 矩形和圆形凹模外行尺寸（GB2858-81）将上述尺寸改为315×250×40mm。 一、工作零件刃口尺寸计算 解：因为工件结构复杂，宜采用复合模冲压，凸凹模零件采用配作加工，根据工件外形尺寸可以得到落料凹模的实际尺寸，落料凸模根据落料凹模的实际尺寸进行配作保证间隙值。根据工件孔的尺寸可以得到冲孔凸模的实际尺寸，冲孔凹模根据冲孔凸模的实际尺寸进行配作保证间隙值。凸凹模固定方式为铆接。 一、 落料 30、25、62R ?、35为未注公差尺寸，按IT14级确定其公差，因30、25、62R ?为工 件外形尺寸，故按基轴制标注为：052.030-、052.025-、030.06-R 。 35为中心距，标注为31.035± 1、落料凹模 （1）磨损后尺寸变大的：0 52.030-、052.025-、030.06-R 其计算公式为：A A A A δ+?-=0max ）x ( 查表得:5.0x 1=、 5.0x 2=、75.0x 3= 取4/?=A δ 13.004/52.00 174.29）52.00.530(++=?-=A A 13.004/52.00 274.24）52.00.525(++=?-=A A 075.004/30.00 3775.5）30.00.756(++=?-=A A （2）磨损后尺寸不变的：31.035± 其计算公式为：A C C C δ5.0）5.0(min ±?+= 取4/?=A δ 0775.0354/62.05.0）62.05.069.34(±=?±?+=C C 2、落料凸模 落料凸模根据落料凹模的实际尺寸进行配作保证间隙值0.246~0.360mm 。 二、冲孔 10φ为未注公差尺寸，按IT14级确定其公差，因10φ为工件孔尺寸，故按基孔制标注为： 36.00 10+φ 1、 冲孔凸模 磨损后尺寸变小的：36.0010+φ 其计算公式：0min ）x (A B B B δ-?+= 查表得:5.0x 1= 取4/?=A δ 009.0040/36.018.10）36.00.510(--=?+=B B 2、 冲孔凹模 冲孔凹模根据冲孔凸模的实际尺寸进行配作保证间隙值0.246~0.360mm 。 三、凸凹模 磨损后尺寸不变的：31.035± 其计算公式为：A C C C δ5.0）5.0(min ±?+= 取4/?=A δ 0775.0354/62.05.0）62.05.069.34(±=?±?+=C C 凸凹模尺寸计算 1、 翻边尺寸d=45mm,差IT14级公差△=0.62mm (1) 翻遍凸模计算: mm p d d p 450 062.00min --==δ (2) 冲孔凹模25.4mm 按最小间隙min=0.126mm 配做. 2、凸凹模高度计算： 根据总装图结构： 1H -+=卸弹簧凸凹H H （1） 确定弹簧预压力：冲模冲裁的板料厚度t=1.2mm ，计算冲裁力，查表取b τ=320， L=D π，F=KL b τ=1.3×125×3.14×320=156748 N F x =K x F=0.04×156748 =6269 N （查表取K x =0.04） 按标准选弹簧个数n=4，则每个弹簧的预压力为； 15674/62694/1===Fx F Y N （2） 初选弹簧规格 估算弹簧的极限负荷 N 查标准GB/T 2089—94。按实验负荷大于极限负荷查表。初选弹簧规格D 0×d=16X60X280,实验负荷PS=3690 N ，实验负荷下变形量FS=117 mm ，最大允许工作负荷下变形量F2=93.6 mm 。 （3） 计算所选弹簧的预压量 △H 0=Fy1Fs/Ps=1567×117/3690≈49.6mm （4） 校核弹簧的压缩量 弹簧行程H 1=24+1.2=25.2 mm 修模量 H 2=6 mm 3134156722F 1=?==Y j F 故 H = 25.2 + 6 + 49.6 =81.2mm＜93.6mm 因此所选的弹簧满足要求。规格为10X60X280 故H 弹簧+H 卸 = 280+20=300 mm 取凹凸模高H=299 mm 计算方法 计算原则： （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 z。 体方向减（加）一个最小合理间隙值m in （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 z。 体反向加（减）一个最小合理间隙值m in （3）、凸模和凹模的制造公差应与冲裁件的尺寸精度相适应，一般比制件的精度高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△χ表示,其中△为工件的公差值,χ为磨损系数,其值在0.5～1之间，根据工件制造精度选取： 工件精度IT10级以上χ=1.0 工件精度IT11～13 χ=0.75 工件精度IT14 χ=0.5 规则形状冲裁模凸模、凹模制造偏差δ 凸模和凹模分别加工时间隙变动围 1、 分别加工法 凸δ+凹δ≤max Z -min Z 落料 凹D =（max D -χ△)凹 δ+0 凸D =（凹D -min Z ）0凸 δ-=（max D -χ△-min Z ）0 凸 δ- 冲孔 凸d =（min d +χ△）0 凸 δ- 凹d =（凸d +min Z ）凹δ+0=（min d +χ△+min Z ）凹 δ+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 ±Δ/2两个孔时，其凹模型孔心距d L 可按下式确定。 d L =L+?8 1 凸δ、凹δ——凸、凹模制造公差，可按IT6～IT7级来选取，或取 凸δ≤0.4（max Z -min Z ） ， 凹δ≤0.6（max Z -min Z ） 凹凸模具设计厚度高度 在一般情况下，凸模的强度是足够的，不必进行强度计算。但是，对细长的凸模，或凸模断面尺寸较小而毛坯厚度又比较大的情况下，必须进行承压能力和抗纵向弯曲能力两方面的校验。 １．凸模承载能力校核凸模最小断面承受的压应力σ，必须小于凸模材料强度允许的压力［σ］，即： σ＝Ｐ／Ｆmin ≤［σ］ 故非圆凸模Fmin ≥Ｐ／［σ］(2—27) 对圆形凸模dmin ≥４tτ［σ］(2—28) 式中 σ——凸模最小断面的压应力(MPa)； P——凸模纵向总压力(N)； Fmin ——凸模最小断面积(mm ２）； dmin ——凸模最小直径(mm）； t——冲裁材料厚度(mm) τ——冲裁材料抗剪强度(MPa)； ［σ］——凸模材料的许用压应力(MPa)。 ２．凸模抗弯能力校核凸模冲裁时稳定性校验采用杆件受轴向压力的欧拉公式。根据模具结构的特点，可分为无导向装置和有导向装置的凸模(图2.8.4)进行校验。 对无导向装置的凸模，其受力情况相当于一端固定另一端自由的压杆，其纵向的抗弯能力可用下列公式校验： 对圆形凸模Lmax ≤30d 2／（2—29) 对非圆形凸模Lmax ≤135（2—30) 图2.8.4 凸模的自由长度 (a)无导向装置的凸模(b)有导向装置的直通式凸模(c)有导向装置的阶梯式凸模 有导向装置的凸模，其不发生失稳弯曲的凸模最大长度为： 对圆形凸模Lmax ≤85d ２／Ｐ(2—31) 对非圆形凸模Lmax ≤380 (2—32) 以上各式中，I为凸模最小截面的惯性距(mm ４）；P为凸模的冲裁力(N)；d为凸模最小直径(mm)。 据上述公式可知，凸模弯曲不失稳时的最大长度Lmax ，与凸模截面尺寸、冲截力的大小、材料机械性能等因素有关。同时还受到模具精度、刃口锋利程度、制造过程、热处理等影响。为防止小凸模的折断，常采用如图2.8.5所示的结构进行保护。 (五)凸模的护套 图2.8.5a、b是两种简单的圆形凸模护套。图a所示护套1、凸模2均用铆接固定。图b所示护套1采用台肩固定，凸模2很短，上端有一个锥形台，以防卸料时拔出凸模，冲裁时，凸模依靠芯轴3承受压力。c所示护套1固定在卸料板(或导板)4上，护套1与上模导板5呈H7/h6的配合，凸模2与护套1呈H8/h8的配合。工作时护套1始终在上模导板5内滑动而不脱离(起小导柱作用，以防卸料板在水平方向摆动)。当上模下降时，卸料弹簧压缩，凸模从护套中伸出冲孔。此结构有效地避免了卸料板的摆动和凸模工作端的弯曲，可冲厚度大于直径两倍的小孔。d)是一种比较完善的凸模护套，三个等分扇形块6固定在固定板中，具有三个等分扇形槽的护套1固定在导板4中，可在固定扇形块6内滑动，因此可使凸模在任意位置均处于三向导向与保护之中。但其结构比较复杂，制造比较困难。采用c、d两种结构时应注意两点：一是，上模处于上止点位置时，护套1的上端不能离开上模的导向元件(如上模导板5、扇形块6)，其最小重叠部分长度不小于3～５mm。其二，上模处于下止点位置时，护套1的上端不能受到碰撞。 图2.8.5凸模护套 (六)凸模的固定方式 平面尺寸比较大的凸模，可以直接用销钉和螺栓固定(图2.8.6)。中、小型凸模多采用台肩、吊装或铆接固定(图2.8.7)。对于有的小凸模还可以采用粘接固定(图2.8.8)。对于大型冲模中冲小孔的易损凸模，可以采用快换凸模的固定方法，以便于修理与更换，如图 2.8.9所示。 图2.8.6大凸模的固定 一、 工艺尺寸计算 1. 冲孔凸、凹模刃口尺寸的计算 采用凸模与凹模配合加工，以凸模为基准，加工凹模，使它们之间保证一定的间隙，这种方法的优点是是既容易保证凸凹膜之间的间隙，又可放大模具的制造公差，使制造容易。 第一类：凸模磨损后变小的尺寸 A p =(A+Δx)- δP 工件的精度为IT12，根据查表得：磨损系数x=0.75，凸模制造公差 δP 为0.020mm ，冲裁件的公差Δ=0.15mm 。所以： A P ＝（5＋0.75×0.15）－0.020mm=5.1125－0.020mm 凸模磨损后，无变大的尺寸以及不变的尺寸 根据材料厚度t=2㎜，可知：Z min =0.140mm 所以相应的凹模尺寸根据凸模实际尺寸及最小合理间隙Z min 配制。 A d ＝（5.1125＋0.140）+0.020mm ＝5.2525+0.020mm 2. 弯曲凸、凹模刃口尺寸的计算 对于弯曲件，必须选择适当的间隙。间隙的大小对零件的质量和弯曲力有很大的影响。间隙越小，则弯曲力越大；间隙过小，会使零件边部壁厚减薄，降低凹模寿命。间隙过大，则回弹大，降低零件的精度。 材料为15钢，材料厚度为2mm ，故查（《模具设计与制造》表2—2），可得，冲裁模刃口双面间隙的最小合理间隙为mm Z 13.0m in =， 因为弯曲件宽度的基本尺寸为L=22mm ，所以： 凸模尺寸为：mm x L L P P 020.0-020.0-50112515.075.022()(=?+=?+=-）δ； 凹模尺寸为：mm Z L L d p d 025.0025.0m in 2425.2213.01125.22+++=+=+= ）（）（δ； 3. 排样方式的确定及其计算 工件的形状为左右对称，加工废料较少，采用直排效率较高。查（《模具设计与制造》表2-7）得，工件间a 1=2.2 mm ，沿边a=2.5 mm ，条料宽度为： B=D+2a+Δ =[48+16×2+6.5×2+2.5×2+（-0.8）] mm =97.2mm ； 式中 B ——条料宽度的基本尺寸（mm ）； D ——工件在宽度方向的尺寸（mm ）； a ——侧搭边的最小值（mm ）； Δ——条料宽度的单向（负向）公差（mm ）（如下图所示）。 落料凹模的设计 一 坯料直径计算 1 确定修边余量 查表3-1得拉深件的修边余量mm h 2.1=? 2 毛坯展开尺寸计算 由于该拉深件的料厚大于1mm ，所以按中心层尺寸计算 2222 2156.072.14r rd h d d D --+= ()22 3.456.08.1763.472.11.24.168.17648.176?-??-+??+= mm 206.6= 二 凹模尺寸计算 1 凹模厚度 查表1-27得磨损系数K=0.15 mm Kl H 30.99206.615.0=?==，为便于加工取整为31mm 2 凹模直径 查表得凹模壁厚C=50mm mm C D 306.6502206.62d =?+=+=，为便于加工取整为310mm 3 刃口尺寸计算 由表1-19查得：mm Z mm Z 0.096,0.072max min ==，由公差表查得冲裁件尺寸的公差等级IT13，查公差表得206.6Φ的公差为0.72mm ，查表1-21得，对于尺寸206.6Φ的磨损系数0.5=x 。 ()?+?-=410max d x D ()0.724100.72 .50-206.6?+?= mm .1800206.24+= 三 凹模设计 1 型孔位置。从排样图被冲裁后的位置获得。 2 型孔尺寸。由刃口尺寸计算获得。 3 刃口形式。采用直筒形，反面扩孔，刃口高度由表1-26查得8mm 。 4 螺孔、销孔。凹模壁厚C=50mm ，查表1-25得螺钉孔为M12，mm S 161=，mm S 192=，mm S 53=，为便于加工取销钉孔于螺钉孔直径一样mm d 12φ=，mm S 154=，共4颗螺钉，2颗销钉，均布在凹模上。 5 材料及技术要求。材料选用r12MoV C ，热处理硬度60～64HRC 。各表面的粗糙度如图所示。 凸凹模刃口尺寸的计算 1.计算分析 （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 （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： ①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 δ凹模d δ） ②为了保证间隙值，必须满足下列条件 p δ+d δ≤max Z -min Z 式中：max Z ，min Z ——凸凹模之间最大，最小双面间隙。或取p δ=0.4（max Z -min Z ） d δ=0.6（max Z -min Z ） 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0 ΔD - d D =（max D -?X ）d δ÷0 (2)凹模外形尺寸（外形及紧固孔布置） 1. 外形尺寸 （1） 厚度尺寸 ）（＝理mm LP H 6225.0 值）修磨量（表＝理实h H H 52?+ 小型 H 实际＝10～25mm 大型 H 实际≤50mm ，时加固理mm H 50> （2） 长宽尺寸（图2-28） ，，，理理理H W H W H W 0.25.12.1321≥≥≥两形孔之间最小壁厚不得小于5mm 。 注：W1平滑曲线到凹模边界距离，W2直线到凹模边界距离，W3复杂情况或尖端到凹模边界距离。 2. 紧固件（螺钉、圆柱销）尺寸 （1） 直径与配合长度 1）直径d 表2-2，通常取理H 3 1 2）配合长度 通常取d 5.1≥ （2） 位置尺寸 1）孔心－外部边距离，一般可取1.5d 2）孔心－（光滑）孔边距离，一般可取1.5d 。 3）螺孔间距 一般约等于10d 例题一 已知某冲件如图，求凹模结构尺寸 解：求外廓尺寸 1. 冲裁周长L ＝20+20+20+10π＝91.416 2. 冲裁力P ＝1.3×91.416×1×200＝ 23768.160（P ＝1.3lt τ） 3. 厚度H （取整数进一位） ＝＝＝理1626.1525.062LP H 考虑刃磨量，据表2-5，刃口厚度h ＝5，21516＝＝实+H 4. 长宽尺寸 （1） 边宽 W 1＝1.2×16＝19.2，W 2＝1.5×16＝24 （2） 压力中心 X 0＝0，Y 0＝-6.6 （压力中心6.656.64 32144332211?≈?=++++++= l l l l y l y l y l y l y c ） （3） 长度尺寸 20-6.6+W 2＝37.4，10+6.6+W 1＝35.8 压力中心定为凹模几何中心，则凹模长度为2×37.4＝74.8＝75（进一位取整数） （4） 宽度尺寸 20＋2W 2 =68 ∴凹模外形尺寸为75×68×21 注：通常凹模板外廓尺寸应按标准选取，可加大取为： 80×80×22 求紧固孔尺寸 料厚=1 抗剪强度 200 凸凹模（落料、拉深）尺寸计算 1.落料凸模刃口尺寸计算 料厚mm t 2.1=,查表1-20取mm Z 126.0min =，mm Z 18.0max =。查表1-22： 0.025mm p =δ、mm 035.0d =δ。满足in d p Z Z m max -≥+δδ，适当调整p δ、d δ值，使满足in d p Z Z m max -≤+δδ。由此知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0.25m =?落料凹模按公式0 m i n p )(D p Z D d δ--= 计算刃口尺寸：mm D d 0 0.025-00.03-874.208)0.126209(φ=-= 2.拉深凹模的刃口尺寸计算 2.1拉深凸、凹模圆角半径确定 根据)(t d D r d -=8.0 ，()1 8.0~6.0-=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 8.898.00.1~7.010mm 2.183.82098.08 .01111=?=?==?-?=-=得：由 2.2拉深凸、凹模间隙、工件公差及凸凹模制造公差 由公式 100)/?D t （可知模具需用压边圈，一次拉深模具的单边间隙为mm 65.15.11.11.1t Z 1=?== 拉深凹模横向尺寸及公差 由表3-14得：mm mm p 02.003.0d ==δδ， 由公式mm D d 05.000max d 125.884)75.0D ++=?-=φδ 冲裁模具工作零件设计试题 11 刃口尺寸计算 采用分开加工，计算凸凹模尺寸： 凸、凹模的间隙值为： Z min ＝0.132mm Z max ＝0.240mm Z max －Z min =0.24－0.132=0.108mm 由查表可知：δD 凹＝+0.03mm δD 凸＝－0.02 mm X ＝0.5 δd 凹＝+0.02mm δd 凸＝－0.02 mm X ＝0.5 因为∣δD 凹∣+∣δD 凸∣＝0.05mm ≤Z max －Z min , 同样∣δd 凹∣+∣δd 凸∣＝0.04mm ≤Z max －Z min.故能满足分开加工的要求. 落料：D 凹＝﹙D －X △﹚凹δ+0＝﹙35－0.5×0.62﹚03.00+＝34.6903.00+mm D 凸＝﹙D －Z min ﹚0凸δ-＝﹙34.69－0.132﹚002.0-＝34.558002.0-mm 冲孔：d 凸＝﹙d ＋X △﹚0凸δ-＝﹙5＋0.5×0.3﹚002.0-＝5.15002.0-mm d 凹＝﹙d ＋Z min ﹚凹δ+0＝﹙5.15＋0.132﹚02.00+＝5.28202.00+mm 凸模型孔中心距： L ＝L ±△／8＝18±0.05375mm 校名称 株洲职业技术学院 姓名 王荣贵 准考证号 垫片冲模凹模设计： 如图 1、厚度H 查表得K＝0.42mm H＝Kb＝35×0.42＝14.7mm≈15mm 长度和宽度相等。查表得W＝24mm L＝D＋2W＝35＋2×24＝83mm 为保证凹模强度，将尺寸放大到90mm后，凹模外形尺寸为：L×L×H＝90mm×90mm×28mm 以下为凸凹模的三维立体图与工程图 1、零件尺寸计算 凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸属包容尺寸，在使用过程中凹模的磨损会使得包容尺寸逐渐的增大。所以，为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要，在设计时，包容尺寸尽量取下极限尺寸，尺寸公差取上偏差。具体计算公式如下： （1） 凹模的工作尺寸计算 凹模的径向尺寸计算公式： ()()[]δ+?-+=4/3k 1L 1 L 式中：L 1 塑件外形公称尺寸； k 塑料的平均收缩率； ? 塑件的尺寸公差； δ 模具制造公差，取塑件相应尺寸公差的1/3到1/6. 计算凹模上口径尺寸L2 查表可得L 上=75，?=0.76， ?=3/1δ到?6/1 ()()[][]mm L 19.019.01293.7576.0*4/302.1*754/3k 1L +++=-=?-+=δ 计算凹模下口径尺寸L3 查表可得L 下=60，?=0.64， 16.0=δ ()()[][]mm L 16.016.01375.6064.0*4/302.1*604/3k 1L +++=-=?-+=δ 凹模的深度尺寸计算公式： []δ +?-+=)3/2()1(1k H H 式中：H1 塑件高度方向的公差尺寸。 查表可得H1=130，?=1.1，27.0=δ [][]mm k H H 27.027.0187.1311.1*3/202.1*130)3/2()1(+++=-=?-+=δ 2、凸模的工作尺寸计算 凸模是成型塑件内形的，其工作尺寸属于被包容尺寸，在使用过程中凸模的磨损会使包容尺寸逐渐的减小。所以，为了使得模具的磨损留有修模的余地以及装配的需要，在设计模具时，被包容尺寸尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。具体计算公式如下； 凸模的径向尺寸计算公式： []δ-?++=)4/3()1(1k l l 式中1l 塑件内形径向公称尺寸。 计算凸模的上口径尺寸 [][]mm k l l 19.019.0199.7276.0*75.002.1*71)4/3()1(---=+=?++=δ 计算凸模的下口径尺寸 [][]mm k l l 16.016.016.5764.0*75.002.1*56)4/3()1(---=+=?++=δ 凸模的高度尺寸计算公式： []δ-?++=)3/2()1(1k h h 式中1h 塑件深度方向的公称尺寸。 [][]mm k h h 27.0129.1311.1*3/2)02.01(*128)3/2()1(---=++=?++=δδ 1 f 附件1 冲裁模具工作零件设计试题 1 刃口尺寸计算结果 1． 请在试卷的标封处填写您的所在学校名称、姓名和准考证号 2． 将本文件名重新命名为考生的准考证号 解： 查表得：min Z =0.16mm ，max Z =0.19mm 。 查公差表可得各尺寸公差： 零件外形：052.0-24mm ，0 30.0-5mm ，043.0-15?mm ，025.01-R mm ，25.001+R mm 。 零件内形：08.005.4+?mm 。 （1）落料凹模的尺寸： 查表得尺寸0 52.0-24、043.0-15?、025.01-R 、25.001R 的磨损系数X 为0.5；030.0-5的磨损系数X 为0.75。 则：凹24=（24—0.5×0.52）4 52 .00+=23.7413.00+mm 凹15?=（15—0.5×0.43)443 .00 +=14.7911.00+mm 凹1R =(1—0.5×0.25）425.00 +=0.8806.00+mm 凹1R =(1+0.5×0.25)0 425.0-=1.13006.0-mm 凹5＝（5+0.75×0.30)430.00+=5.2308.00+mm 2 (2)落料凸模的尺寸： 尺寸凸24、5凸、凸15?基本尺寸分别为：23.7413.00+mm 、5.2308.00+mm 、14.7911.00+mm ， 按相应凸模尺寸配件，保证双面间隙早0.16~0.19mm 之间；尺寸1R 凸基本尺寸分别为： 0.8806.00+mm 、1.130 06.0-mm ，按相应凸模尺寸配作，保证双面间隙在0.18~0.095mm 之间。 (3)冲孔凸模的尺寸： 查表得尺寸08.005.4?的磨损系数X 为0.75，则： 凸5.4?=（4.5+0.75×0.08)040.08-=4.56002.0-mm (4)冲孔凹模的尺寸： 尺寸凹5.4?按相应凸模尺寸配作，保证双面间隙在0.16~0.19mm 之间。 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φ 30计算过程 如下： （1）落料φ 30mm ：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 0 max )()()(T T A Z 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φ 13 mm 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 +00.020mm 凸模与凹模刃口尺寸的确定 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。因此，正确确定凸、凹模刃口尺寸和公差，是冲裁模设计中的一项重要工作。 2.4.1 凸、凹模刃口尺寸计算原则 由于凸、凹模之间存在着间隙，所以冲裁件断面都带有锥度。但在冲裁件尺寸的测量和使用中，则是以光亮带的尺寸为基准。 落料件的光亮带处于大端尺寸，其光亮带是因凹模刃口挤切材料产生的，且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸。 冲孔件的光亮带处于小端尺寸，其光亮带是凸模刃口挤切材料产生的，且冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。 冲裁过程中，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，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。因此，确定凸、凹模刃口尺寸应区分落料和冲孔工序，并遵循如下原则： 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。 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工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。这样，凸、凹在磨损到一定程度时，仍能冲出合格的零件。 模具磨损预留量与工件制造精度有关。用x、Δ表示，其中Δ为工件的公差值，x为磨损系数，其值在0.５～１之间，根据工件制造精度进行选取： 工件精度IT10以上X=1 工件精度IT11～IT13 X=0.75 工件精度IT14 X=0.5 ３．不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。 ４．选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，即要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高2～4级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按ＩＴ６～ＩＴ７级来选取；对于形状复杂的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1/8并冠以（±）。 ５．工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。 2.4.2 凸、凹模刃口尺寸的计算方法 由于冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类。 1．按凸模与凹模图样分别加工法 这种方法主要适用于圆形或简单规则形状的工件，因冲裁此类工件的凸、凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工，设计时，需在图纸上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。 冲模刃口与工件尺寸及公差分布情况如图2.4.1所示。其计算公式如下： 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 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 注：计算时．需先将工件尺寸化成?-D 、? +d 的形式。 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； 2c一—最小合理间隙。 ?一—零件（工件）的公差（mm）；min 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>2 m ax c —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 凸凹模刃口尺寸的计算 1. 计算分析 （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 （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：a ① 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 δ凹模d δ ） ②为了保证间隙值，必须满足下列条件 p δ+d δ≤max Z -min Z 式中： max Z ，min Z ——凸凹模之间最大，最小双面间隙。或取p δ=0.4（max Z -min Z ） d δ =0.6（ max Z -min Z ） 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 0ΔD - d D =（max D -? X ）d δ÷0 p D =（d D -min Z ）0p δ-=（max D -?X -min Z ）0 p δ- 冲孔：设工件孔的尺寸为 ?+0d p d =（min d +?X ）0p δ- d d =（p d +min Z ）d δ÷0=（min d +?X +min Z ）d δ÷0 式中：p d ，d d ——冲孔时凸凹模直径 p D ，d D ——落料时凸凹模尺寸 min d ——工件最小的孔径 max D ——工件最大的外径 例：图示垫圈，材料为 3A 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 24.005.12+φ外圆直径为0 34.035-φ 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 ，()1 8.0~6.0-=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0 min m p )(D p Z X D ax δ--??-= 计算刃口尺寸：mm D d 0 0.03-00.03-74.197)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。按实验负荷大于极限负荷查表。初选弹簧规格35014016??=??O H D d ,实验负荷Ps=8498N ，实验负荷下变形量Fs=237mm ，最大允许工作负荷下变形量F2=190mm 。 3.3计算所选弹簧的预压量 mm P F F H S S Y Y 94.2288365/.15885.74073/1=?== 3.4校核弹簧的压缩量 卸料板的工作行程hx=t+h1+1=1.5+93.8+1=96.3mm ，取凸模刃口修模量hm=6mm ，则弹簧工作时的总压缩量为 h=hy+hx+hm=28.294+96.3+6=130.59mm ，因为h 模与凹模刃口尺寸的计算 时间:2009-2-11 编辑：，来源：https://www.wendangku.net/doc/b514928947.html, 刃口尺寸计算的基本原则 冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模主要 任务之一。从生产实践中可以发现： 1．由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料或冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。 2．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。 3．冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大， 结果使间隙愈用愈 由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需考虑下述原则： 1．落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，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．考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。这样，在凸、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格制件。凸、凹模间 隙则取最小合理间隙值。 3．确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高( 即制造公差过小)，会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果对刃口精度要求过低(即制造公差过大)，则生产出来的制件可能不合格，会使模具的寿命降低。制件精度与模具制造精度的关系见表2—1。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”IT14级处理，冲模则可按IT11级制造；对于圆形件，一般可按IT7～６级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。 2.3.2刃口尺寸的计算方法 由于模具加工方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可分为二种情况。 凸凹模刃口尺寸的计算 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】 凸凹模刃口尺寸的计算 1.计算分析 （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 （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： ①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 δ凹模d δ） ②为了保证间隙值，必须满足下列条件 p δ+d δ≤max Z -min Z 式中：max Z ，min Z ——凸凹模之间最大，最小双面间隙。或取p δ=（max Z -min Z ） d δ=（max Z -min Z ） 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0 ΔD - d D =（max D -? X ）d δ÷0 p D =（d D -min Z ）0p δ-=（max D -?X -min Z ）0 p δ- 冲孔：设工件孔的尺寸为? +0 d p d =（min d +?X ）0p δ-计算凸凹模尺寸
工作零件刃口尺寸计算
凸凹模尺寸计算4
凸、凹模刃口尺寸的计算
凹凸模高度设计
模具尺寸计算
落料凹模的设计
凸凹模刃口尺寸的计算
第2章冲裁模设计-4_凹模尺寸计算
凸凹模(落料、拉深)尺寸计算
刃口尺寸计算
模具凹凸模计算
刃口计算尺寸
计算冲裁凸模和凹模刃口尺寸
凸模与凹模刃口尺寸的确定
冲模刃口尺寸的计算
凸凹模刃口尺寸的计算
凸凹模尺寸计算
模与凹模刃口尺寸的计算
凸凹模刃口尺寸的计算