冲裁工艺计算ppt课件

凹模: D(D xD)d
d
0
凸模: D p(D xDZ m)i0 n p
式中： Dp、 Dd —落料凸、凹模刃口尺寸，mm
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③中心孔（孔心距）
设孔心距为 LD
模具L模= L 1 D L 1 D
4
8
D 2D
D为零件孔心距公差，D为零件孔心距偏差。
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④计算结果校验 因为凸、凹模分开加工，要分别标注凸、凹模
当材料软时，c取小值；当材料硬时，c取大值。 （2）查表法
落料、冲孔模具刃口初始间隙由下表查得。
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注意：
①表中经验数据适用于一般条件下的冲裁。
②Zmin为初始间隙的最小值，即最小合理间隙。
③Zmax为初始间隙的最大值，即最大合理间隙。 它是考虑到凸模和凹模的制造误差，在Zmin的 基础上增加一个数值而得。
根据冲裁件形状的复杂程度，模具制造中， 凸、凹模的加工有两种方法，一种是按互换原则 组织生产，另一种是按配合加工组织生产。
⑴互换加工中凸、凹模刃口尺寸计算 ---适用于圆形和规则形状的冲裁件
①冲孔 设冲裁件的孔径为 d0D,根据刃口尺寸计算
原则,计算公式为：
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凸模: dp (dxD)0p
第四讲 冲裁工艺计算
★ 冲裁间隙 ★ 冲裁模刃口尺寸设计 ★ 冲裁力及压力中心计算
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一、冲裁间隙
⒈ 定义
冲裁模凸、凹模刃口部 分尺寸之差。
表示方法：
Z--双面间隙（常用） z --单面间隙
2
冲裁间隙
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2
⒉冲裁间隙对冲裁过程的影响
⑴间隙对冲裁质量的影响 一般情况下：
①间隙小时，冲裁件断面质量高，尺寸及形状精 度也较高；
④模具初始间隙应在Zmin和Zmax之间。 ⑤模具在使用过程中，由于工作部分的磨损，间
隙将会有所增加，因而使凸模和凹模之间的间 隙可能超出表中所列最大合理间隙Zmax的数值。
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二、冲裁模刃口尺寸设计
⒈ 凸、凹模刃口尺寸计算原则 ---按落料、冲孔两种情况分别进行
⑴ 落料工序以凹模为基准件（因为落料工件的尺 寸更接近于凹模的刃口尺寸）
凹模: dd(dxDZm)i0 n d
尺寸26：
（26.12+0.1）
+0.01 0
=26.22
+0.01 0
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③尺寸22
既不属于冲孔也不属于落料类尺寸，可按冲裁 件公差等级（查得约为IT16）提高３级（即IT13， 公差为0.33mm）确定。 即22±0.17
④校验 pdZma xZmin
孔距尺寸：
L模=18±0.25×0.09 = (18±0.023)mm
D 落料：D d D m x a 0 A x ( 3 0 . 5 6 0 . 6 ) 0 0 . 0 2 2 3 . 6 5 0 0 . 0 5 9 2
D p D A Z m 0 t i( n 3 . 6 5 0 . 0 9 ) 0 0 . 0 4 1 3 . 6 6 0 0 . 5 05 1
凹模： D(D xD)d
d
0
尺寸45：（45-0.5×0.56）0+0.01
=44.72
+0.01 0
尺寸44：（44-0.5×0.54）0+0.01
=43.73
+0.01 0
尺寸10（：10-0.5×0.22）0+0.008
=9.89
+0.008 0
尺寸120（：120-0.5×0.54）0+0.015
凹模: dd(dxDZ m)i0 n d
式中： d—冲孔工件孔的基本尺寸，mm
dp、dd—冲孔凸、凹模刃口尺寸，mm
Δ—工件公差，mm
p d—凸、凹模制造偏差（查表），mm X—磨损系数（查表）
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②落料
设冲裁件的落料尺寸为 D 0 ,根据刃口尺寸 D
计算原则,计算公式为:
Φ6：X=0.75，Φ36：X=0.5 （1）孔Φ6
d凸（dxD)0凸（60.750.04)080.0486.03006.004 d凹(dxDZmi)n0凹(60.750.0480.08)00.0066.11006.006
校核：0.004+0.006=0.010<0.020
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（2）Φ36落料
d d d T Z m 0 A i ( n 6 . 0 0 . 0 9 ) 0 0 . 0 4 1 6 . 1 2 0 0 . 03 12
校核： pdZmaxZmin
0.008 + 0.012 ≤ 0.06 - 0.04
0.02 = 0.02（满足间隙公0.01+0.007+0.1=0.117<0.13=Zmax
尺寸10： 0.006+0.008+0.1=0.114 <0.13=Zmax
尺寸120：0.01+0.015+0.1=0.125 <0.13=Zmax 尺寸26： 0.01+0.007+0.1=0.117 <0.13=Zmax
孔的标注：
d
D 0
落料的标注：
D
0 D
中心距标注：L D
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4.模具制造精度一般IT6级，查表得δP和δｄ。
5.凸模公差标成 p
凹模的公差标成 d
6.验算 pdZma xZmin
若
p dZma xZmin
应提高模具制造精度。 7.磨损系数X：只与公差和料厚有关。 8.未标注公差的尺寸，依据表2.4确定精度后查表。
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解：由10号钢和厚度1mm查表得：
Zmin 0.13m m Zmax 0.16m m Zmax Zmin 0.03m m 由公差值可查得磨损系数x为： Φ51.5：X=0.5,Φ68:X=0.5
(1)冲孔：Φ51.5
0 -0.5
为Φ510+0.5
dp(dxD )0 p(5 1 0.50.5)0 0.00 85.2 10 0 5 .008 dd(dpZm)i0 n d(5.2 1 5 0.1)0 3 0.01 25.3 10 0 8 .012
校核：0.016 + 0.025 = 0.04 > 0.02 （不能满足间隙公差条件）
因此，只有缩小公差，提高制造精度，才能保证间隙 在合理范围内，由此可取：
p ≤ 0.4Zma xZmin =0.4×0.02=0.008mm
d ≤ 0.6Zma xZmin=0p.p6t精×选版0.02=0.012mm
注意：尺寸10和120的 公差按IT13查得。
=119.73
+0.015 0
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凸模: D p(DxDZm)i0 n p
尺寸45：（44.72-0.1）0-0.007
=44.62
0 -0.007
尺寸44：（43.73-0.1）0-0.007
=44.62
0 -0.007
尺寸10：（9.89-0.1）0-0.006
若t=3mm,IT6级
δpδd 0.0603.06
所以，精度应高于IT6级。
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例3：
已知某冲裁件如 图 ， 材 料 为 10 钢 ， 厚 度 为 1mm ， 中 批 量生产。试按互换 加工计算该零件落 料、冲孔复合冲裁 模的刃口尺寸。
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①外形为落料，以凹模为基准
查表 x=0.5, Zmin =0.1mm
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例4：冲制图示零件，材料为Q235钢，料厚t=0.5mm。 计算冲裁凸、凹模刃口尺寸及公差。
解：由图可知，该零件属于无特 殊要求的一般冲孔、落料。
外形
3
60 0.62
由落料获得，
2600.12 和18±0.09
由冲孔同时获得。
查表得， Z m i0 n.0m 4， m Z m a0 x .0m 6 m
凹模刃口尺寸按凸模尺寸加上最小间隙值Zmin确定。 ⑶凹模和凸模制造公差主要与冲裁件的精度和形状有
关。模具制造精度应比冲裁件精度高2～3级,一般为 IT6级左右,可查表。为使新模具间隙不小于最小合 理间隙,一般凹模公差标成 d ,凸模公差标成 p。
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⒉ 凸、凹模刃口尺寸计算
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例1： 如图冲压件，材料为45号钢，料厚 t=0.5mm，计算凸凹模刃口部分尺寸？
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解：此冲压件的外形属落料，内孔属冲孔查表得：
Z min 0 . 08 mm Z max 0 . 10 mm Z max Z min 0 . 02 mm
由公差值可查表得磨损系数X为：
②计算过程
形状复杂的冲裁件，各部分尺寸性质不同，凸 凹模的磨损情况也不同，其基准件的刃口尺寸 需按不同方法计算。
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尺寸分类
凹模（凸模）为基准件,尺寸分三类:
凹模（凸模）磨损后增大尺寸--A类
凹模（凸模）磨损后减小尺寸--B类
D凹（DxD)0凹 (360.50.62)00.00635.6900.006
D凸(DxDZmi
)0
n凸
（35.690.08)00.0
0
435.6100.0
0
4
校核：0.004+0.006=0.010<0.020
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例2： 冲裁如图的垫圈，材料为10号钢，厚度为1mm， 计算凸凹模工作部分的尺寸？请问若冲压件的厚 度为3mm，请问模具制造精度能否为IT6级？
先确定凹模刃口尺寸：凹模刃口尺寸接近或等 于工件最小极限尺寸，以保证模具在一定范围内 磨损后，仍能冲出合格零件。
凸模刃口尺寸按凹模尺寸减去最小间隙值
Zmin确定。
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⑵冲孔工序以凸模为基准件（因为冲孔工件的尺 寸更接近于凸模的刃口尺寸）
先确定凸模刃口尺寸：凸模刃口尺寸接近或等 于孔的最大极限尺寸，以保证模具在一定范围内磨 损后，仍能冲出合格零件。
刃口与制造公差，所以为保证冲裁间隙在合理范围 内，应保证下式成立：
pdZmaxZmin
如不满足，则应提高模具制造精度，即减小 p、d
⑤优点：凸、凹模具有互换性，制造周期短，便
于成批生产。缺点：模具制造公差小，模具制
造困难，成本高。
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刃口尺寸计算注意点:
1.分清是冲孔还是落料 2.冲裁间隙Z的确定：与材料和料厚有关 3.冲裁件的尺寸标注是否标准
=9.79
0 -0.006
尺寸120：（119.73-0.1）0-0.01
=119.63
0 -0.01
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②内形为冲孔，以凸模为基准
查表 x=0.5, Zmin =0.1mm
凸模: dp (d xD)0p
尺寸26：（26+0.5 × 0.24）0-0.007
=26.12
0 -0.007
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（2）落料：Φ 68
0 . 20 0 . 40
改为Φ
68.200.6
D d(D xD )0 d (6.2 80.50.6)0 0.01 26.9 7 0 0.012 D p(D dZm)i0 n p(6.9 70.1)0 3 0.00 86.7 70 0 7 .008
验证： pd0.020 0.03
②间隙大时，一方面板料的弯曲、拉伸严重，断 面易产生撕裂，毛刺较大，断面质量低； 另一方面，冲裁件尺寸及形状也不易保证， 尺寸及形状精度低。
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⑵间隙对冲裁力的影响 冲裁间隙小，所需的冲裁力大；冲裁间隙大，
所需的冲裁力小。 但过大的冲裁间隙会导致毛刺过大，造成卸料
力、推件力等迅速增加，反而对减小冲裁力不利。
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⑵配合加工中凸、凹模刃口尺寸计算 ---适用于形状复杂或薄料冲裁件
（注：目前，一般工厂均采用此法）
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①配合加工
首先加工凸、凹模中的一件作为基准件（落料 时选凹模为基准件，冲孔时选凸模为基准件），然 后以选定的间隙配合加工另一件。
特点：允许在加工基准件时适当放宽公差，降 低模具加工难度。
⑶间隙对模具寿命的影响
冲裁间隙大，可减小模具磨损，提高模具使 用寿命，反之反然。
结论：冲裁间隙对冲裁的影响是多方面的，模具设
计时应综合考虑，合理选择冲裁间隙。
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⒊ 冲裁间隙的确定
⑴经验计算法
Z = ct
式中：t—材料厚度,mm c—与材料性能及厚度有关的系数
当 t < 3mm时, c = 6%～12%; t > 3mm时, c = 15%～25%。
则 Z m aZ x m i(n 0 .0 0 6 .0)m 4 0 m .0m 2m
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由公差表查得： 2600.12 为IT12级，取x = 0.75；
3
60 0.62
为IT14级，取x = 0.5
设凸、凹模分别按IT6和IT7级加工制造，则：
D 冲孔：d p d m x i0 n T ( 6 0 . 7 0 . 1 5 ) 0 0 . 0 2 0 6 . 0 8 0 0 . 09 0