第六章 刃口尺寸计算
第六章 刃口尺寸计算
冲裁件的尺寸精度主要决定于模具的刃口尺寸精度，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。
6.1 冲裁间隙的确定
冲裁间隙是影响冲裁工序最重要的工艺参数，其定义为冲裁凸模与凹模之间的空隙尺寸，如图6-1所示。设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高。冲裁过程中模具的失效形式一般有磨损、变形、崩刀和凹模刃口胀裂四种。间隙大小主要对模具磨损及胀裂产生影响,间隙增大可以使冲裁力、卸料力等减小，因而模具的磨损也减小。但当间隙继续增大时，卸料力增加，又影响模具寿命。一般间隙为（10%～15%）t时的磨损最小，模具寿命较高。
图6-1 冲裁间隙图
由于冲裁间隙对断面质量、工件尺寸精度、模具寿命、冲裁力等的影响规律并非一致，所以，并不存在一个绝对合理的间隙数值，能同时满足断面质量最佳、尺寸精度最高、模具寿命最长、冲裁力最小等各方面的要求。所以在实际生产中，其总的原则应该是在保证满足冲裁件剪切断面质量和尺寸精度的前提下，使模具寿命达到最长。目前在生产中，广泛采用经验法和查表法来确定合理的间隙植。本套模具采用查表法予以确定其间隙植。
根据实用间隙表 6-1查得材料Q235的最小双面间隙Zmin=0.10mm，最大双面间隙Zmax=0.140mm。
表6-1 冲裁模初始双边间隙值 mm
材料 厚度
08、10、35、 09Mn、Q235 16Mn 40、50 65Mn Zmin Zmax Zmin Zmax 15
Zmin Zmax Zmin Zmax 淮安信息职业技术学院毕业设计论文
小于0.5 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.75 2.0 2.1 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.5 6.0 6.5 8.0 0.040 0.048 0.064 0.072 0.092 0.100 0.126 0.132 0.220 0.246 0.260 0.260 0.400 0.460 0.540 0.610 0.720 0.940 1.080 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.360 0.380 0.500 0.560 0.640 0.740 0.880 1.000 1.280 1.440 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.680 0.780 0.840 0.940 1.200 极小间隙（或无间隙） 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 0.960 1.100 1.200 1.300 1.680 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.780 0.980 1.140 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 1.040 1.320 1.500 0.040 0.048 0.064 0.064 0.090 0.090 0.060 0.072 0.092 0.092 0.126 0.126 6.2 刃口尺寸的计算及依据与法则 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，故冲孔以凹模为基准件，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）凸模和凹模之间应保证有合理的间隙。
（4）凸模和凹模的制造公差应与冲裁件的尺寸精度相适应。 制造模具时常用以下两种方法来保证合理间隙：
①分别加工法。分别规定凸模与凹模的尺寸和公差的尺寸及制造公差来保证间隙要求。凸模与凹模分别加工，成批制造，可以互换。这种加工方法必须把模
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具的制造公差控制在间隙的变动范围之内，使模具制造难度增加。这种方法主要用于冲裁形状简单、间隙较大的模具或用精密设备加工凸模和凹模的模具。
②单配加工法。用凸模和凹模相互单配的方法来保证合理间隙。先加工基准件，然后非基准件按基准件配做，加工后的凸模和凹模不能互换。通常落料件选择凹模为基准模，冲孔件选择凸模为基准模。这种方法多用于冲裁件的形状复杂、间隙较小的模具。
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，是冲裁模具设计中的一项重要工作。
凸模、凹模工作部分尺寸即凸、凹模刃口尺寸的计算，有两种计算方法，第一种计算方式是凸模与凹模图样分别加工法计算；第二种计算方法是凸模与凹模配作法。
该冲件尺寸较多，若采用分开加工法计算，计算繁琐，且计算量较大，不宜采用，故采用第二种算法：凸模与凹模配作法。
（1）凸模或凹模磨损后会增大的尺寸---第一类尺寸A
Aj=(Amax-x△)04
（2）凸模或凹模磨损后会减小的尺寸---第一类尺寸B
Bj=(Bmin+x△)
01?△4?1△
（3）凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸---第一类尺寸C
Cj=(Cmin+△)?△
其中，x为磨损系数。 查表得：
工件精度IT10级以上 x=1 工件精度 IT1-IT13 x=0.75 工件精度 IT14 x=0.5
因为本工件尺寸均为基本尺寸，故按IT14级精度，x=0.5。 在所有的尺寸中，
0000属于A类尺寸的有：720、、517?0.3、R10?0.43、R1?0.25 ?0.74?0.43?0.25?0.25?0.24属于B类尺寸的有： R2.50、R1.50、?100
1218属于C类尺寸的有：40?0.08
注：①凸模或凹模磨损后将会增大的尺寸——第一类尺寸A。
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②凸模或凹模磨损后将会减小的尺寸——第二类尺寸B。 ③凸模或凹模磨损后会基本不变的尺寸——第三类尺寸C。 其中，x为磨损系数，查表得磨损系数为1。 具体计算如表4.2。
表 4-2 工作零件刃口尺寸计算
尺寸类型 公称尺寸 公式 计算后尺寸 ?0.18 71.630?0.11 16.780备注 720?0.74 170?0.43 50?0.3 落料 ?(1/4)? Aj?(Amax?x?)0?0.08 4.850?0.11 R9.780R100?0.43 R10?0.25 R2.5?0.25 0凸模配作，保证?0.06 R0.880双边间隙为0.10-0.14。 R2.62Bj?(Bmin?x?)0?(1/4)? 0?0.06 ?0.25 R1.50R1.620?0.06 冲孔 中心距
?0.24 ?100Bj?(Bmin?x?)0?(1/4)? Cj=(Cmin+0.5Δ)±?10.120?0.06 40?0.02 40?0.08 1Δ 8
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第七章 主要零部件设计
第七章 主要零部件设计
虽然各类冲裁模的结构形式和复杂程度不同，但组成模具的零件种类是基本相同的，根据它们在模具中的功用和特点，可以分为工艺零件和结构零件两类。
设计主要零部件时，首先要考虑主要零部件的定位、固定以及总体装配方法，本套模具主要采用螺钉固定模具零件，销钉起零件的定位作用，采用挡料销送进定距和导料销送进定位，无侧压装置。下面就分别介绍各个零部件的设计方法。
7.1 凹模设计
7.1.1 凹模外形的确定
凹模的外形一般有矩形和圆形两种。凹模的外形尺寸应保证有足够的强度、刚度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的，如图7-1所示。
凹模各尺寸计算公式如下：
凹模边壁厚 H=Kb1 （7-1） 凹模边壁厚 c=(1.5～2)H （7-2） 凹模板边长 L=b1+2c （7-3） 凹模板边宽 B=b2+2c （7-4） 式中：b1-冲裁件的横向最大外形尺寸； b2-冲裁件的纵向最大外形尺寸；
K-系数，考虑板料厚度的影响，查表7-1。
表7-1 系数K值
材料料宽s/mm ≤50 >50～100 >100～200 >200 材料厚度t/mm ≤1 0.30～0.40 0.20～0.30 0.15～0.20 0.10～0.15 >1～3 0.35～0.50 0.22～0.35 0.18～0.22 0.12～0.18 >3～6 0.45～0.60 0.30～0.45 0.22～0.30 0.15～0.22 19