冲裁工艺计算

2.4 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
2.4.1 冲裁间隙
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
1.冲裁间隙对冲裁过程的影响
间隙对断面质量的影响 ａ）间隙过小 ｂ）间隙合理 ｃ）间隙过大
⑴间隙对冲裁件质量的影响
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。
2.4.2 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）
1.分清是冲孔还是落料。 2.冲裁间隙Z(查表2.10）：与材料和料厚有关。 3.冲裁件的尺寸标注是否标准，不标准要转换。
孔
的
标
注
：d
0
落 料 的 标 注 ：D0
中心 距的 标注 ：L
1.如图冲裁件，进行尺寸标准化标注的 转换。
6000..42 60.400.6 1000..24 9.800.6
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, d，- p 可查表2.11。 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
1.材料为45钢，厚度1mm，分别确定冲孔与 落料的凸凹模制造偏差。
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；
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。
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
①冲孔 设冲裁件的孔径
为 d0,否则要进行转换， 转换后再计算。根据刃 口尺寸计算原则,计算公 式为：
凸模: d p (d x)0 p
凹模:
dd
(d
x
Z )d m in 0
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2.11），mm X—磨损系数（查表2.12）
力、推件力等迅速增加，反而对减小冲裁力不利。
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。
2. 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
1.材料为45钢，厚度3mm，分别确定冲孔与 落料的磨损系数X。
Φ60： X=0.75
Φ:40： X=0.5
②落料
设冲裁件的落料尺
寸为
D0
,否则转换后再
计算。根据刃口尺寸计
算原则,计算公式为:
凹模:
Dd
(D
x
)
0
d
凸模:
Dp
(D
x
Zm in
)0 p
式中： Dp、 Dd —落料凸、凹模刃口尺寸，mm X-磨损系数，Δ-工件公差， δp ，δd凸凹模制造公差。
1.材料Q235钢，厚度0.8mm，查表确定冲裁 间隙。
Zmax= 0.10 ，Zmin= 0.07
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。
应提高模具制造精度 8.磨损系数X（查表）：只与公差和料厚有关。
例题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？
因为凸、凹模分开加工，要分别标注凸、凹模刃口与 制造公差，所以为保证冲裁间隙在合理范围内，应保证：
p d Zmax Zmin
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。
刃口尺寸计算注意点:
Φ60：
d 0.012， p 0.008
Φ:40：
d 0.010， p 0.007
⒉ 凸、凹模刃口尺寸计算
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
3000..13 30.1 0.2
4．模具制造精度一般IT6级，查表得δP和δｄ。 5.未标注公差的尺寸，依据表2.4确定精度后查表。
6.凸、凹模的公差查表， 以转换后的尺寸作为查 表尺寸。
凸凹模公差成对选择。
凸模为
-
z
,凹模为
Βιβλιοθήκη Baidu
。
d
7.验算 p d Zmax Zmin 若 p d Z max Z min
当 t < 3mm时, c = 6%～12%; t > 3mm时, c = 15%～25%。
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。
冲裁间隙查取：
1.材料45钢，厚度1.5mm，查表确定冲裁间 隙。
Zmax= 0.31 ，Zmin= 0.27
冲孔：
凸模：d p (d x)0 p 凹模： dd (d x Zmin )0d
落料：
凹模： Dd
(D
x
)
0
d
凸模：Dp
(D
x
Zmin
)0 p
③中心孔（孔心距）
设孔的中心距L ， 否则需要转换后再计算。
模具L模
L
1 4
L
1 8
2 L - 工件中心距， — 偏差， — 公差
④计算结果校验
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。
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。