冲 裁 间 隙

8.2.2 合理冲裁间隙值的确定
通常选择一个合适的间隙范围，在这个范 围内能得到质量令人满意的冲裁件，并且满 足冲裁力较小、模具有较高的使用寿命的要 求。 我们称这个合适的间隙范围为合理间隙， 它是一个范围值 上限为最大合理间隙Zmax 下限为最小合理间隙Zmin。
• 间隙值的选择主要考虑冲裁断面的质量和模具 寿命这两个方面。 • 根据工件和生产上的具体要求可按如下原则选取 间隙值。 • ① 工件的断面质量无严格要求时，选取较大的 间隙值。 • ② 工件的断面质量及制造精度较高时，选取较 小的间隙值。
3．间隙对模具寿命的影响
模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。 模具失效的原因一般有：磨损、变形、崩刃、折断 和胀裂。 小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结 现象，并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相 互啃刃等异常损坏。
• 间隙越小，摩擦越严重，模具寿命越短。 • 较大的间隙，不仅可以减小磨损，也可以缓解间 隙不均匀的影响，从而提高模具的寿命
d
min

p
min

p
• 式中
dp、dd——分别为冲孔时凸、凹模刃口尺寸（mm）； Dp、Dd——分别为落料时凸、凹模刃口尺（mm）； D、d——分别为落料外径和冲孔件孔的基本尺寸
（mm）； Δ——工件的制造公差（mm）； Zmin ——最小初始双边间隙（mm）； δp、δd ——分别为凸、凹模制造公差（mm）；

p
d d
② 落料（设工件的尺寸为D -Δ0），以凹模为基 准计算凸模，则 • （8.6） Dd ( D x)0 D (D Z ) (D xΔ ) • (8.7） ③ 在同一工步冲制两个以上的孔，其凹模孔中 心距Ld：Ld=L±Δ/8 （8.8）
d
0
0
p
δp= 0.4（0.140-0.100）=0.016
δd=0.6（0.140-0.100）=0.024
然后代入相应式（8.6）和(8.7)得
Dd (D xΔ)
d 0
0.024 0.024 (36 0.5 0.62) 0 35.69 0
0 0 (D xΔ min ) 0 =(35.69 0.100) =35.59 p 0.016 0.016
对于磨损后刃口尺寸不变化的尺寸，取双向
偏差（±δd、±δp）。
④ 冲模刃口尺寸制造公差的大小主要取决
于冲裁件的精度和形状。
一般冲模的精度较冲件精度高2、3级。 对于规则形状可按IT6-7级或表8.5选取； 对于复杂形状刃口的制造公差可按工件相应 部位公差值的1/4选取；
如果工件无公差要求，按IT14级取值。
一 冲裁间隙是决定弹性恢复量大小的重要因素。
当间隙较大时，材料的拉变形大，冲裁后，弹性恢复使落料件
外径收缩，使冲孔孔径扩张，结果是落料件尺寸小于凹模尺寸， 冲出的孔径大于凸模尺寸 • 当间隙较小时，材料的侧向挤压变形大，冲裁后弹性恢 复使落料件外径扩张，使冲出的孔径收缩，结果是落料 件尺寸大于凹模尺寸，冲孔孔径小于凸模直径。
• 汽车、拖拉机行等行业，其制件尺寸公差较大， 采用较大间隙，推荐用表8.4。 • 表8.3、表8.4为国内企业常用初始间隙值。

表8.3 冲裁模刃口初始双面间隙Z（较高精度）（mm）
• • • •
•
计算间隙值的经验公式为 Z = mt t——材料厚度； m——系数，与材料厚度、性质有关，不同的行业也有 差异。
纸单独加工 • 该方法要求制造公差与间隙满足: δd+δp≤Zmax-Zmin 或 δp=0.4（Zmax-Zmin） δd=0.6（Zmax-Zmin） （8.2）
（8.3）
由刃口尺寸计算原则，分开加工时凸、凹模 刃口尺寸的计算公式如下 ① 冲孔（设工件孔的尺寸为d0+Δ），以凸模为 基准计算凹模，则 dp =(d +xΔ)0 （8.4） （8.5） dd (dp Zmin )0 (d xΔ Zmin )0
在确定冲裁模刃口尺寸及公差时，应该遵循下列基本原则：
• ① 首先区分冲裁部位是冲孔还是落料
如果是落料，则以凹模刃口尺寸为计算基准， 凸模刃口基本尺寸按凹模刃口基本尺寸减去最小 合理间隙（Zmin）来满足；
如果是冲孔，则以凸模刃口尺寸为计算基准， 凹模刃口基本尺寸按凸模刃口基本尺寸加上最小 合理间隙（Zmin）来满足。
二 冲裁件的尺寸精度主要取决于模具本身的制造精度
表8.2 冲裁件的尺寸精度与冲模的制造精度
（3）间隙对弯曲度的影响
间隙对弯曲度的影响是：
间隙愈大，弯曲愈严重。为了减小弯曲度， 可在模具上加压料板或另外加校平工序。
2．间隙对冲裁力的影响
间隙愈小
冲裁变形区的压应力成分越大，拉应力成分越小， 材料变形抗力大，冲裁力越大
图8.6 制件图
• 解： （1）冲孔凸、凹模刃口尺寸计算 2-φ6两小孔由冲孔同时获得, 查表8.4、表8.5、表 8.6得 Zmin=0.100 Zmax=0.140 δp= 0.02 δd=0.02 x=0.75
因为0.02+0.02=0.140-0.100
故能满足δd+δp≤Zmax-Zmin，所以，将以上各值 代入式（8.4）和（8.5）得
工件为规则形状的制造公差件见附表8.5。
表8.5 规则形状（圆形、方形件）冲裁凸、凹模的制造公差（mm）
8.3.2 刃口尺寸的计算方法
• 凸模和凹模的刃口尺寸及制造偏差（见图8.5）。
(a) 落料
(b) 冲孔
图 8.5 落料冲孔时各部分尺寸及公差分布
1．凸模和凹模分开加工时的刃口尺寸计算
• 分开加工 是指凸模与凹模分别按各自的图
x——磨损系数 目的是使冲裁件的实际尺寸接近其公差范围 内的中间尺寸。x的取值见表8.6。
凸、凹模 分开加工的 优点: 凸、凹模具有互换性， 便于模具成批加工；
缺点模具制造比较困难，成本高，制造周期也
长 , 适用于圆形等形状简单的工件或大批量生 产冲模时采用。
表8.6 磨损系数x
• 例8.1 如图8.6所示 制件，材料为Q235 （A3），料厚1mm， 采用分开加工制造模 具，计算凸、凹模刃 口部分尺寸及公差。
• ② 考虑磨损规律和为了提高模具的使用寿命，
应使冲模刃口的基本尺寸具有最大实体状态， 即：对落料件凹模刃口的基本尺寸取工件的最 小极限尺寸；对于冲孔件，凸模刃口的基本尺 寸取工件的最大极限尺寸。
③ 冲模刃口尺寸制造偏差方向采取单向向金
属实体内部标注，即凹模（内表面）刃口尺 寸取正值（ +δd ）；凸模（外表面）刃口尺 寸取负值（-δp）；
Dp (Dd Zmin )
0 p
dp (d xΔ)0p (6 0.75 0.12)00.02 6.0900.02
dd (dp Zmin )0d (d +x+Zmin )0d (6.09 0.10)00.02 6.1900.02
孔距尺寸Ld=L±Δ/8 =18±0.18/8=18±0.023
表8.4 冲裁模刃口初始双面间隙Z（较低精度）（mm）
注：冲裁皮革、石棉、纸板时，间隙取08钢的25%。
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8.3 冲裁模刃口尺寸的计算
8.3.1 尺寸计算的原则
生产实践证明：

1．冲裁件断面都带有锥 度。 光亮带是测量和使用 部位，落料件的光亮带 处于大端尺寸，冲孔件 的光亮带处于小端尺寸； 且落料件的大端（光面） 尺寸等于凹模尺寸，冲 孔件的小端（光面）尺 寸等于凸模尺寸。 2．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。
（2）落料凸、凹模刃口尺寸计算
• φ36外圆尺寸由落料获得,查表8.4、表8.5、表8.6得
Zmin=0.100 Zmax=0.140 δp=0.02 δd=0.03 x=0.5
因为0.02+0.03＞0.140-0.100，不满足d+δp≤Zmax-Zmin 此时只有缩小制造公差才能保证间隙，所以取
③ 在设计计算冲模刃口尺寸时，考虑模具在使
用过程中因磨损而导致间隙增大，应当按Zmin来 计算。 确定间隙值的方法有理论计算法、经验确定法。 实际生产中常用经验数表或经验公式确定，其中 经验数表法应用最广。
• 一般来说，电子、仪表行业对制件断面质量和尺 寸精度要求较高，可选用较小间隙，推荐用表 8.3。
8.2 冲 裁 间 隙
• 凸、凹模每侧间隙称 为单边间隙 • 两侧间隙之和称为双
边间隙
• Z=Dd-Dp
式中 Z——冲裁间隙（mm）； Dp——凸模刃口尺寸（mm）； Dd——凹模刃口尺寸（mm）。
图8.3 冲裁间隙
8.2.1 冲裁间隙对冲裁工序的影响
1．冲裁间隙对冲裁件质量的影响
冲裁件质量包括冲裁断面质量、尺寸精度 和弯曲度三个方面。
（1）间隙对冲裁件断面质量的影响
• 间隙过小时，上、下裂纹不能相遇重合，板料将被第 二次剪切，断面会产生两个光亮带，并造成夹层，毛 刺被拉长。 间隙合理时，上、下表面产生的初始裂纹能相遇重 合，光亮带较大，塌角带、断裂带、毛刺区都较小， 锥度也比较小。
间隙过大时，上、下裂纹仍然不重合，因应力状态中的
拉应力成分增大，材料容易产生裂纹、使塑性变形较早 结束。 所以光亮带变窄，断裂带、圆角带增大，毛刺相对较大， 锥度也较大。
间隙过小
间隙合适
间隙过大
间隙大小对断面质量的影响
（2）间隙对冲裁件尺寸精度的影响
冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与 基本尺寸的差值。 这个差值包含两个方面的偏差： 一是冲裁件相对凸模或凹模刃口尺寸的偏差 二是模具本身的制造偏差。