冲压工艺与模具设计课件-3.3-凸模与凹模刃口尺寸的确定

冷冲压工艺与模具设计湖南工业大学胡成武湖南工业大学第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院3.3凸模与凹模刃口尺寸的确定3.3.1凸模与凹模刃口尺寸确定的原则3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院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。正确确定凸、凹模刃口尺寸和公差，是冲裁设计中的一项重要工作。3.3.1凸模与凹模刃口尺寸的确定的原则(1)先确定基准件设计落料模时，以凹模为基准件，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准件，间隙取在凹模上(2)考虑冲模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。模具磨损预留量与工件制造精度有关第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院(5)尺寸偏差应按“入体”原则标注(3)凸、凹模刃口制造公差应合理3.3.1凸模与凹模刃口尺寸的确定的原则一般模具的制造精度比冲裁件的精度高2~3级；若零件未注公差，对于非圆形件，冲模按IT9精度制造；对于圆形件，一般按IT6~7级精度制造(4)冲裁间隙采用最小合理间隙值凸模和落料件标注单向下偏差；凹模和冲孔件标注单向上偏差。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院1.凸模与凹模分开加工:采用这种方法时，要分别标注凸、凹模刃口尺寸与制造公差,凸模与凹模分开加工，又分冲孔和落料两种情况。图3-12冲裁模的尺寸公差（a)冲孔；(b)落料3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法1.凸模与凹模分开加工（续）（1）落料max0ddDDx00minmaxminpppdDDZDxZ（2）冲孔minminmin00dddpddZdxZ（3）孔心距8LLd第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法1.凸模与凹模分开加工（续）注意：1)x为系数，在0.5~1之间，与工件精度有关，可根据冲件精度按以下值选取：2)凸、凹模制造公差可查表3-4，或按IT6~IT7选取。3)为了保证可能的初始间隙不超过Zmin，必须满足条件：。若条件不满足，可取：)(4.0minmaxZZp)(6.0minmaxZZd工件精度IT10以上，取x=1；工件精度IT11~IT13，取x=0.75；工件精度IT14以下，取x=0.5。pd、minmaxZZdp第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法1.凸模与凹模分开加工（续）例3-1冲制如图3-10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：外形属于落料，内形属于冲孔。尺寸为未注公差尺寸，一般按IT14级确定其公差，其公差值为0.52。计算过程如下：(1)落料052030.查表3-3、表3-4得：mm020.0,mm025.05.0,14mm.0,0.10mmZmaxminpdxZ取图3-13垫圈0minmax0minppZxDZDDdpdxDDd0max430013.3030第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法1.凸模与凹模分开加工（续）校核条件：说明不满足条件，但因为相差不大，此时可调整如下：minmaxZZdp)(024.0040.06.0)(6.0)(016.0040.04.0)(4.0minmaxminmaxmmZZmmZZdp将已知数据代入公式得:)(74.29)52.05.003(D024.00024.00dmm)(64.29)10.074.92(D0016.00016.0pmmmmdp045.0025.002.0mmZZ040.0100.0140.0minmax图3-13垫圈例3-1（续）第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法1.凸模与凹模分开加工（续）43.0013(2)冲孔0minpxddpddZxdZddpd0minmin0min例3-1（续）查表3-3、表3-4得：mmmm，，x，，Zpd020.0020.05.0140mm.0Z100mm.0maxmin取校核条件：mmZZmmdp040.0100.0140.0)(040.0020.0020.0minmax图3-10垫圈图3-13垫圈第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法1.凸模与凹模分开加工（续）例3-1（续）说明满足条件，将已知数据代入公式得：)(32.13)10.022.13(d)(22.13)43.05.013(d020.00020.000020.00020.0dpmmmmminmaxZZpd图3-13垫圈第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法2.凸、凹模配合加工采用凸、凹模配合加工时，只需计算基准件的刃口尺寸及公差。根据冲件的结构形状不同，刃口尺寸的计算方法如下：(1)落料落料时以凹模为基准，配作凸模。设落料件的形状与尺寸如图3-14a所示，图3-14b为落料凹模刃口的轮廓图，图中虚线表示凹模磨损后尺寸的变化情况。图3-14落料件与落料凹模第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法2.凸、凹模配合加工从图3-14b可看出，凹模磨损后刃口尺寸的变化有增大、减小和不变三种情况，故凹模刃口尺寸也应分三种情况进行计算：1）凹模磨损后变大的尺寸（A1、A2、A3）：按一般落料凹模计算公式：2）凹模磨损后变小的尺寸（B1、B2）：按一般冲孔凸模计算公式：4Δ0maxΔxAAA04ΔminΔxBBA3）凹模磨损后不变的尺寸（C1、C2）：按一般孔距尺寸计算公式：8ΔΔ5.0minCCA(1)落料(续)第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法2.凸、凹模配合加工（续）落料凸模不用计算，在设计图样上只标注刃口的基本尺寸（与基准凹模基本尺寸对应一致），但要在技术要求中注明：“凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配作，保证双面间隙Zmin~Zmax”。式中：AA、BB、CC------相应的凹模刃口尺寸；Amax------工件的最大架线尺寸；Amin-------工件的最小极限尺寸；C------工件的基本尺寸；------工件的公差。(1)落料(续)第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法例3-2如图3-15(a)所示制件，其材料为08钢，料厚2mm，计算凸、凹模刃口尺寸及公差。图3-15刃口计算实例解：根据工件形状特点，采用配作法加工凸、凹模。此工件为落料件，故以凹模为基准来配作凸模。凹模磨损后其刃口尺寸的变化情况有三种，见图3-15（b）。2.凸、凹模配合加工（续）(1)落料(续)第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法1）凹模磨损后变大的尺寸：408004.0、40为未注公差尺寸，按IT14确定其公差为0.62，故尺寸40为例3-2(续)计算公式：根据零件的尺寸精度，取75.01x4/4.0)4.075.00(0A18A4/62.02)62.050.040(0AA4Δ0maxΔxAAA5.02x)(7.791.00mm)(69.3916.00mm图3-15刃口计算实例2.凸、凹模配合加工（续）第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法例3-2(续)2）凹模磨损后变小的尺寸：14.022计算公式：04Δmin)Δ(xBBA取75.0x)(07.22)28.075.086.21(007.00428.0mmBA3）凹模磨损后不变的尺寸：3.01.0158Δ)Δ5.0(minCCA凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配作，保证双面间隙值为0.246~0.360mm。84.0)4.05.09.14()(05.01.15mm2.凸、凹模配合加工（续）第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法(2)冲孔冲孔时以凸模为基准，配作凹模。凸模刃口尺寸的计算方法同样根据凸模磨损后的变化情况进行计算：3）凸模磨损后不变的尺寸（c1、c2、…）：1）凸模磨损后变大的尺寸（a1、a2、…）：按一般落料凹模计算公式：2）凸模磨损后变小的尺寸（b1、b2、…）：按一般冲孔凸模计算公式：按一般孔距尺寸计算公式：40maxxaaa04minxbbb85.0minccc2.凸、凹模配合加工（续）第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院材料厚度t/mm08、10、3509Mn2、Q23516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5极小间隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1260.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.3802.10.2600.3800.2800.4000.2800.4002.50.3600.5000.3800.5400.3800.5402.750.4000.5600.4200.6000.4200.6003.00.4600.6400.4800.6600.480.0.6603.50.5400.7400.5800.7800.5800.7804.00.6400.8800.6800.9200.6800.9204.50.7201.0000.6800.9600.7801.0405.50.9401.2800.7801.1000.9801.3206.01.0801.4400.8401.2001.1401.5006.50.9401.3008.01.2001.680表3-3冲裁模初始双面间隙Z(二)（mm）第三章冲裁工艺与模具设计湖南工业大学机械工程学院3.3.2凸模与凹模刃口尺寸的计算方法基本尺寸凸模偏差δp凹模偏差δd基本尺寸凸模偏差δp凹模偏差δd≤180.0200.020＞180~2600.0300.045＞18~300.0200.025＞260~3600.0350.050＞30~800.0200.030＞360~5000.0400.060＞80~1200.0250.035＞5000.0500.070＞120~1800.0300.040表3-4规则形状（圆形、方形）件冲裁时凸、凹模的制造公差（mm）T